深入了解c# 迭代器和列舉器

更新時間：2020年08月11日 10:16:29 作者：精致碼農 • 王亮

這篇文章主要介紹了c# 迭代器和列舉器的相關資料，幫助大家更好的理解和學習C#,感興趣的朋友可以了解下

大家好，這是 [C#.NET 拾遺補漏] 系列的第 07 篇文章。

在 C# 中，大多數方法都是通過 return 語句立即把程序的控制權交回給調用者，同時也會把方法內的本地資源釋放掉。而包含 yield 語句的方法則允許在依次返回多個值給調用者的期間保留本地資源，等所有值都返回結束時再釋放掉本來資源，這些返回的值形成一組序列被調用者使用。在 C# 中，這種包含 yield 語句的方法、屬性或索引器就是迭代器。

迭代器中的 yield 語句分為兩種：

yeild return，把程序控制權交回調用者并保留本地狀態(tài)，調用者拿到返回的值繼續(xù)往后執(zhí)行。
yeild break，用于告訴程序當前序列已經結束，相當于正常代碼塊的 return 語句（迭代器中直接使用 return 是非法的）。

IEnumerable<int> Fibonacci(int count)
{
 int prev = 1;
 int curr = 1;
 for (int i = 0; i < count; i++)
 {
 yield return prev;
 int temp = prev + curr;
 prev = curr;
 curr = temp;
 }
}

void Main()
{
 foreach (int term in Fibonacci(10))
 {
 Console.WriteLine(term);
 }
}

輸出：

1

1

2

3

5

8

13

21

34

55

實際場景中，我們一般很少直接寫迭代器，因為大部分需要迭代的場景都是數組、集合和列表，而這些類型內部已經封裝好了所需的迭代器。比如 C# 中的數組之所以可以被遍歷是因為它實現了 IEnumerable 接口，通過 GetEnumerator() 方法可以獲得數組的列舉器 Enumerator，而該列舉器就是通過迭代器來實現的。比如最常見的一種使用場景就是遍歷數組中的每一個元素，如下面逐個打印數組元素的示例。

int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
IEnumerator enumerator = numbers.GetEnumerator();
while (enumerator.MoveNext())
{
 Console.WriteLine(enumerator.Current);
}

其實這就是 foreach 的工作原理，上面代碼可以用 foreach 改寫如下：

int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
foreach (int number in numbers)
{
 Console.WriteLine(number);
}

當然，列舉器不一定非要通過迭代器實現，例如下面這個自定義的列舉器 CoffeeEnumerator。

public class CoffeeCollection : IEnumerable
{
 private CoffeeEnumerator enumerator;
 public CoffeeCollection()
 {
 enumerator = new CoffeeEnumerator();
 }

 public IEnumerator GetEnumerator()
 {
 return enumerator;
 }

 public class CoffeeEnumerator : IEnumerator
 {
 string[] items = new string[3] { "espresso", "macchiato", "latte" };
 int currentIndex = -1;
 public object Current
 {
 get
 {
 return items[currentIndex];
 }
 }
 public bool MoveNext()
 {
 currentIndex++;
 if (currentIndex < items.Length)
 {
 return true;
 }
 return false;
 }
 public void Reset()
 {
 currentIndex = 0;
 }
 }
}

使用：

public static void Main(string[] args)
{
 foreach (var coffee in new CoffeeCollection())
 {
 Console.WriteLine(coffee);
 }
}

理解迭代器和列舉器可以幫助我們寫出更高效的代碼。比如判斷一個 IEnumerable<T> 對象是否包含元素，經?？吹接行┤诉@么寫：

if(enumerable.Count() > 0)
{
 // 集合中有元素
}

但如果用列舉器的思維稍微思考一下就知道，Count() 為了獲得集合元素數量必然要迭代完所有元素，時間復雜度為 O(n)。而僅僅是要知道集合中是否包含元素，其實迭代一次就可以了。所以效率更好的做法是：

if(enumerable.GetEnumerator().MoveNext())
{
 // 集合中有元素
}

這樣寫時間復雜度是 O(1)，效率顯然更高。為了書寫方便，C# 提供了擴展方法 Any()。

if(enumerable.Any())
{
 // 集合中有元素
}

所以如有需要，應盡可能使用 Any 方法，效率更高。

再比如在 EF Core 中，需要執(zhí)行 IQueryable<T> 查詢時，有時候使用 AsEnumerable() 比使用 ToList、ToArray 等更高效，因為 ToList、ToArray 等會立即執(zhí)行列舉操作，而 AsEnumerable() 可以把列舉操作延遲到真正被需要的時候再執(zhí)行。當然也要考慮實際應用場景，Array、List 等更方便調用者使用，特別是要獲取元素總數量、增刪元素等這種操作。

以上就是深入了解c# 迭代器和列舉器的詳細內容，更多關于c# 迭代器和列舉器的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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