C#中可枚舉類型詳解
枚舉是迭代一個(gè)集合中的數(shù)據(jù)項(xiàng)的過(guò)程。
我們經(jīng)常使用的大多數(shù)集合實(shí)際上都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了枚舉的接口IEnumerable和IEnumerator接口，這樣才能使用foreach迭代，有些是含有某種抽象了枚舉細(xì)節(jié)的接口：ArrayList類型有索引，BitArray有Get方法，哈希表和字典有鍵和值..........其實(shí)他們都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了IEnumerable和IEnumerator接口。所以一切的集合和數(shù)組都可以用IEnumerable或者IEnumerable<T>接口來(lái)定義。
IEnumerable lists1 = new int[] { 3, 4, 5 };
foreach(var val in lists1)
{
Console.WriteLine(val);
}
IEnumerable<int> lists2=new int[]{1,2,3};
foreach(var val in lists2)
{
Console.WriteLine(val);
}
下面講解一下 自己來(lái)定義可枚舉類型（簡(jiǎn)單說(shuō)就是自己定義的 ，可以進(jìn)行foreach迭代的集合）：
因?yàn)槊杜e非常有好處，可以消除很多的錯(cuò)誤，所以實(shí)現(xiàn)某種標(biāo)準(zhǔn)是有好處的。這種標(biāo)準(zhǔn)就是IEnumerable和IEnumerator接口，必須實(shí)現(xiàn)了它才能夠使用foreach迭代，才能真正算是一個(gè)自己定義的，功能健全的集合。
我們自己建立的可枚舉類型必須實(shí)現(xiàn)IEnumerable和IEnumerator接口（其實(shí)兩者都有一個(gè)泛型實(shí)現(xiàn)）。
IEnumerable接口含有一個(gè)方法，該方法返回一個(gè)枚舉器對(duì)象，枚舉器對(duì)象實(shí)現(xiàn)了IEnumerator接口（實(shí)際上可以認(rèn)為繼承和實(shí)現(xiàn)了IEnumerator的接口的類的對(duì)象就是枚舉器對(duì)象），可以用它來(lái)進(jìn)行迭代。
下面是兩個(gè)接口的定義（系統(tǒng)早已經(jīng)定義好）：
public interface IEnumerable
{
IEnumerator GetEnumerator();
}
該接口只有一個(gè)GetEnumerator的方法，返回一個(gè)枚舉器，用于枚舉集合中的元素。
public interface IEnumerator
{
object Current { get; };//Current屬性返回集合的當(dāng)前元素
bool MoveNext(); //將枚舉移動(dòng)到下一位
void Reset(); //使枚舉回到開(kāi)頭
}
凡是繼承和實(shí)現(xiàn)了上面這個(gè)接口的類對(duì)象就是枚舉器，可以利用上面的三個(gè)方法進(jìn)行枚舉，非常安全。不過(guò)需要自己在繼承了接口的代碼中去寫實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
一般的情況是：枚舉器是枚舉模式的一部分，通常被實(shí)現(xiàn)為枚舉類型(繼承IEnumerable)的一個(gè)嵌套類(繼承IEnumerator)。嵌套類的好處就是可以訪問(wèn)外部類的私有成員，不破壞封裝的原則。
下面我們自己來(lái)定義一個(gè)枚舉類型，代碼如下：
public class SimpleCollection :IEnumerable
{
//定義一個(gè)數(shù)組的字段
private object[] array;
//定義一個(gè)構(gòu)造函數(shù)
public SimpleCollection(object []items)
{
array = items;
}
//實(shí)現(xiàn)IEnumerable接口的GetNumerator方法 該方法返回一個(gè)繼承IEnumerator接口的類的實(shí)例
public IEnumerator GetEnumerator()
{
return new Enumerator(array);
}
//定義一個(gè)嵌套類來(lái)繼承IEnumerator的接口
public class Enumerator : IEnumerator
{
//定義一個(gè)標(biāo)記字段
private int flag;
//定義一個(gè)數(shù)組的字段
private object[] elements = null;
//定義一個(gè)構(gòu)造函數(shù)
public Enumerator(object []items)
{
elements = items;
flag = -1; //將標(biāo)記位初始化
//也可以采用下面的方法
//elements = new object[items.Length];
//Array.Copy(items, elements, items.Length);//此靜態(tài)方法用于將一個(gè)數(shù)組中的元素復(fù)制到另外一個(gè)數(shù)組
}
//實(shí)現(xiàn)IEnumerator接口的Current屬性; 此屬性返回集合的當(dāng)前元素，是只讀的
public object Current
{
get
{
if (flag > elements.Length - 1) throw new InvalidOperationException("枚舉已經(jīng)結(jié)束");
else if (flag < 0) throw new InvalidOperationException("枚舉尚未開(kāi)始");
else return elements[flag];
}
}
//實(shí)現(xiàn)IEnumerator接口的MoveNext方法 將枚舉移動(dòng)到下一位
public bool MoveNext()
{
++flag;
if (flag > (elements.Length - 1)) return false;
else return true;
}
//實(shí)現(xiàn)IEnumerator接口的Reset方法 使枚舉回到開(kāi)頭
public void Reset()
{
flag = -1;
}
}
下面來(lái)延時(shí)如何使用枚舉類型：
//下面來(lái)看枚舉類型的使用
SimpleCollection collection = new SimpleCollection(new object[]{1,2,3,4,5});
//使用方法
//接口 變量名=繼承了該接口的類的實(shí)例
IEnumerator enumrator = collection.GetEnumerator();
while(enumrator.MoveNext())
{
Console.WriteLine(enumrator.Current);
}
Console.ReadKey();
SimpleCollection simple = new SimpleCollection(new object[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 });
IEnumerator enumerator = simple.GetEnumerator();
while(enumerator.MoveNext())
{
Console.WriteLine(enumerator.Current);
}
//最重要的是，實(shí)現(xiàn)了那兩個(gè)接口，我們就可以對(duì)我們的集合使用foreach迭代了，看下面
foreach(var s in simple)
{
Console.WriteLine(s);
}
下面給出兩個(gè)接口的泛型實(shí)現(xiàn)：
首先需要注意的是：
1.IEnumerable<T>接口繼承自IEnumerable 兩者具有相同接口，所以必須實(shí)現(xiàn)泛型和非泛型版本的GetEumerator方法
2.IEnumerator<T>接口繼承自IEnumerator和IDisposable 需要多實(shí)現(xiàn)泛型和非泛型版本的Current屬性和IDisposable接口的Dispose方法。
代碼如下：
////下面創(chuàng)建一個(gè)可枚舉的泛類型
//首先該類型必須要繼承IEnumerable<T>接口
//因?yàn)镮Enumerable<T>接口繼承IEnumerable接口 所以必須同時(shí)實(shí)現(xiàn)泛型和非泛型的GetEnumerator方法
public class SimpleCollection<T> : IEnumerable<T>
{
private T[] array;
public SimpleCollection(T[] items)
{
array = items;
}
//實(shí)現(xiàn)IEnumerable<T>接口的GetNumerator方法 該方法返回一個(gè)繼承IEnumerator接口的類的實(shí)例
public IEnumerator<T> GetEnumerator()
{
return new Enumerator<T>(array);//這步需要重視
}
//為了避免混淆 在此顯式實(shí)現(xiàn)非泛型的接口
IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
{
return new Enumerator<T>(array);//這步需要重視
}
//定義一個(gè)嵌套類來(lái)繼承IEnumerator<T>的接口
//IEnumerator<T>接口繼承自IDisposable和IEnumerator接口
//該接口的唯一成員是Current屬性 但是同時(shí)也要實(shí)現(xiàn)其非泛型版本?。?！
//另外還需要實(shí)現(xiàn)IDisposable的Dispose方法和IEnumerator的兩個(gè)方法
public class Enumerator<_T> : IEnumerator<_T>
{
private int flag;
private _T[] elements = null;
public Enumerator(_T[] items)
{
elements = items;
flag = -1;
}
//實(shí)現(xiàn)IEnumerator<T>接口的Current屬性; 此屬性返回集合的當(dāng)前元素，是只讀的
public _T Current
{
get
{
if (flag > elements.Length - 1) throw new InvalidOperationException("枚舉已經(jīng)結(jié)束");
else if (flag < 0) throw new InvalidOperationException("枚舉尚未開(kāi)始");
else return elements[flag];
}
}
//為了避免混淆 顯示實(shí)現(xiàn)IEnumerator接口的Current屬性
object IEnumerator.Current
{
get { return Current; } //直接返回上面的泛型屬性 比較經(jīng)典
}
//實(shí)現(xiàn)IDisposable接口的Dispose方法 支持確定性垃圾回收 將枚舉數(shù)的狀態(tài)設(shè)置為after 也就是把標(biāo)記位設(shè)為最大索引+1
public void Dispose()
{
flag = elements.Length + 1;
}
//實(shí)現(xiàn)IEnumerator接口的MoveNext方法 將枚舉移動(dòng)到下一位
public bool MoveNext()
{
++flag;
if (flag > (elements.Length - 1)) return false;
else return true;
}
//實(shí)現(xiàn)IEnumerator接口的Reset方法 使枚舉回到開(kāi)頭
public void Reset()
{
flag = -1;
}
}
怎么使用呢：
SimpleCollection<string> colletion = new SimpleCollection<string>(new string[] { "ranran", "Huaran" });
IEnumerator<string> enumorator = colletion.GetEnumerator();
while(enumorator.MoveNext())
{
Console.WriteLine(enumorator.Current);
}
foreach(var v in colletion)
{
Console.WriteLine(v);
}
Console.ReadKey();
還可以直接使用迭代器：
使用迭代器是另一種完全實(shí)現(xiàn)上面兩個(gè)接口的方案，這是最為簡(jiǎn)便和可讀的方法
而且使用迭代器可以很方便和快捷的設(shè)置各種枚舉情況 如雙重的迭代 反向的迭代 臨時(shí)的集合和負(fù)責(zé)迭代等等 比上面的實(shí)現(xiàn)更為簡(jiǎn)單
迭代的關(guān)鍵字是yield 需要依靠一個(gè)迭代器塊（注意是循環(huán)+yield return，或者 yiled break)
public class MyCollection:IEnumerable
{
private object[] array;
public MyCollection(object []items)
{
array = items;
}
public IEnumerator GetEnumerator() //實(shí)現(xiàn)都可以依靠編譯器去完成
{
//foreach (object v in array)
//{
// yield return v;
//}
//關(guān)鍵字是yield 并不是foreach 我們也可以按照下面這個(gè)方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)
for(int i=0;i<array.Length;i++)
{
yield return array[i];
}
//當(dāng)然其它的while循環(huán)也可以。。
}
}
//實(shí)現(xiàn)：
MyCollection collection = new MyCollection(new object[] { 1, 2, 3 });
foreach(var v in collection)
{
Console.WriteLine(v);
}
可以自己設(shè)置迭代的情況：
public class MyCollection2:IEnumerable
{
private object[] array;
public MyCollection2(object []items)
{
array = items;
}
//可以在迭代器塊中設(shè)置迭代的實(shí)現(xiàn)情況 即具體迭代多少個(gè)元素
//比如我們只想迭代4個(gè)元素
public IEnumerator GetEnumerator()
{
int count = 0;//設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)記位
foreach(object item in array)
{
++count;
yield return item;
if (count == 4) yield break; //break關(guān)鍵字 退出迭代 實(shí)際上迭代在實(shí)現(xiàn)當(dāng)中就是一個(gè)循環(huán) 利用break跳出也合情合理
}
}
}
//////
MyCollection2 collection2 = new MyCollection2(new object[]{4,5,6,7,8});
//它就只會(huì)輸出4，5，6，7
foreach (var v in collection2)
{
Console.WriteLine(v);
}
雙重迭代：
/// <summary>
/// 下面演示雙重迭代 即一次可以迭代兩個(gè)集合中的元素
/// </summary>
public class MyColletion3:IEnumerable
{
private object[] List1;
public string[] List2;
public MyColletion3(object []items1,string []items2)
{
this.List1 = items1;
this.List2 = items2;
}
//下面進(jìn)行雙重迭代
public IEnumerator GetEnumerator()
{
//關(guān)鍵代碼
for(int index=0;index<(List1.Length>List2.Length?List2.Length:List1.Length);index++)
{
yield return List1[index];
yield return List2[index];
}
}
}
////////
MyColletion3 collection3 = new MyColletion3(new object[] { 1, 2, 3, 5.5 }, new string[] { "RanRan", "Chengdu", "四川" });
foreach(var v in collection3)
{
Console.WriteLine(v);
}
//迭代結(jié)果是1 RanRan 2 Chengdu 3 四川
反向迭代：依靠Reverse屬性
/// <summary>
/// 下面演示反向迭代 說(shuō)白了就是迭代是從后面開(kāi)始的 反向迭代器是在Reverse屬性當(dāng)中實(shí)現(xiàn)的
/// </summary>
public class MyColletion4:IEnumerable
{
private object[] items;
public MyColletion4(object []temps)
{
this.items = temps;
}
//一般的正向迭代
public IEnumerator GetEnumerator()
{
for(int index=0;index<items.Length;index++)
{
yield return items[index];
}
}
//實(shí)現(xiàn)反向迭代
public IEnumerable Reverse //注意返回IEnumerable對(duì)象
{
get
{
for (int index = items.Length - 1; index > -1; index--)
{
yield return items[index];
}
}
}
}
////
MyColletion4 collection4 = new MyColletion4(new object[] { 1, 2, 3, 4 });
foreach (var v in collection4)
{
Console.WriteLine(v);
}
//反向迭代
foreach(var v in collection4.Reverse)
{
Console.WriteLine(v);
}
//迭代結(jié)果是 4 3 2 1
當(dāng)然也有一個(gè)臨時(shí)集合，順便補(bǔ)充一下，迭代和枚舉實(shí)現(xiàn)的方案很多，一個(gè)返回IEnumerable的方法中加上迭代器塊也是一個(gè)迭代集合
具體看下面的代碼
//還有一種最為簡(jiǎn)單的迭代 就是一個(gè)返回IEnumerable對(duì)象的方法 在這方法中寫上迭代器
//在此補(bǔ)充一個(gè)臨時(shí)集合 關(guān)鍵看代碼怎么寫(以枚舉當(dāng)前月份的日期為列子）
public static IEnumerable GetMonthDate()
{
DateTime dt = DateTime.Now;
int currentMonth = dt.Month;
while(currentMonth==dt.Month)
{
string temp = currentMonth.ToString() + "/" + dt.Day.ToString();
dt = dt.AddDays(1);
yield return temp;
}
}
///實(shí)現(xiàn)
foreach(var v in GetMonthDate())
{
Console.WriteLine(v);
}
這兒 我作為一個(gè)新手自己給自己總結(jié)一下可枚舉類型和接口的含義：
可枚舉類型（集合&數(shù)組等）：
在實(shí)際開(kāi)發(fā)當(dāng)中，可以自己去定義一些與集合差不多的類型，對(duì)該類型的元素的訪問(wèn)，用一般的while,for循環(huán)比較不方便，我們需要自己去定義一個(gè)枚舉器。
枚舉類型(繼承IEnumerable接口）：包括一個(gè)集合元素和一個(gè)枚舉器。
枚舉器是枚舉類型當(dāng)中的一個(gè)嵌套類（繼承了IEnumerator接口）:具體實(shí)現(xiàn)見(jiàn)上。
/////// 這樣便可以讓自定義的可枚舉類型實(shí)現(xiàn)foreach迭代。
當(dāng)然也可以直接利用迭代來(lái)實(shí)現(xiàn)上面兩個(gè)接口。//////
接口：是一種標(biāo)準(zhǔn)，它給出了一種約束和引導(dǎo)，需要我們?nèi)懘a實(shí)現(xiàn)它。雖然看上去多次一舉，不過(guò)在后面對(duì)類的實(shí)例的使用中非常方便。
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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