從0遍歷到20(不包括20)，輸出遍歷到的每個(gè)元素，并將大于2的所有數(shù)字放到一個(gè)IEnumerable<int>中返回

解答1：(我以前經(jīng)常這樣做)

static IEnumerable<int> WithNoYield()
    {
      IList<int> list = new List<int>();
      for (int i = 0; i < 20; i++)
      {
        Console.WriteLine(i.ToString());
        if(i > 2)
          list.Add(i);
      }
      return list;
    }

解答2：(自從有了C# 2.0我們還可以這樣做)

static IEnumerable<int> WithYield()
    {
      for (int i = 0; i < 20; i++)
      {
        Console.WriteLine(i.ToString());
        if(i > 2)
          yield return i;
      }
    }

如果我用下面這樣的代碼測(cè)試，會(huì)得到怎樣的輸出？
測(cè)試1：

測(cè)試WithNoYield()

測(cè)試WithYield()

測(cè)試2：
測(cè)試WithNoYield()

測(cè)試WithYield()

給你5分鐘時(shí)間給出答案，不要上機(jī)運(yùn)行

*********************************5分鐘后***************************************

測(cè)試1的運(yùn)算結(jié)果
測(cè)試WithNoYield()：輸出從0-19的數(shù)字
測(cè)試WithYield()：什么都不輸出
測(cè)試2的運(yùn)算結(jié)果
測(cè)試WithNoYield():輸出1-19接著輸出3-19
測(cè)試WithYield()：輸出12334455…….
(為節(jié)省空間上面的答案沒有原樣粘貼，可以自己運(yùn)行測(cè)試)

是不是感到很奇怪，為什么使用了yield的程序表現(xiàn)的如此怪異呢？

測(cè)試1中對(duì)WithYield()的測(cè)試，明明方法調(diào)用了，居然一行輸出都沒有，難道for循環(huán)根本沒有執(zhí)行？通過斷點(diǎn)調(diào)試果然如此，for循環(huán)根本沒有進(jìn)去，這是咋回事？測(cè)試2中對(duì)WithYield()的測(cè)試輸出是有了，不過輸出怎么這么有趣？穿插著輸出，在foreach遍歷WithYield()的結(jié)果的時(shí)候，好像不等到最后一條遍歷完，WithYield()不退出，這又是怎么回事？

還是打開IL代碼瞧一瞧到底發(fā)生了什么吧

Main方法的IL代碼：

.method private hidebysig static void Main() cil managed
{
  .entrypoint
  .maxstack 1
  .locals init (
    [0] int32 i,
    [1] class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerator`1<int32> CS$5$0000)
  L_0000: call class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1<int32> TestLambda.Program::WithYield()
  L_0005: callvirt instance class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerator`1<!0> [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1<int32>::GetEnumerator()
  L_000a: stloc.1 
  L_000b: br.s L_0020
  L_000d: ldloc.1 
  L_000e: callvirt instance !0 [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerator`1<int32>::get_Current()
  L_0013: stloc.0 
  L_0014: ldloca.s i
  L_0016: call instance string [mscorlib]System.Int32::ToString()
  L_001b: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
  L_0020: ldloc.1 
  L_0021: callvirt instance bool [mscorlib]System.Collections.IEnumerator::MoveNext()
  L_0026: brtrue.s L_000d
  L_0028: leave.s L_0034
  L_002a: ldloc.1 
  L_002b: brfalse.s L_0033
  L_002d: ldloc.1 
  L_002e: callvirt instance void [mscorlib]System.IDisposable::Dispose()
  L_0033: endfinally 
  L_0034: call string [mscorlib]System.Console::ReadLine()
  L_0039: pop 
  L_003a: ret 
  .try L_000b to L_002a finally handler L_002a to L_0034
}

這里沒什么稀奇的，在上一篇我已經(jīng)分析過了，foreach內(nèi)部就是轉(zhuǎn)換成調(diào)用迭代器的MoveNext()方法進(jìn)行while循環(huán)。我瀏覽到WithYield()方法：

暈，怎么搞的，這是我寫的代碼么？我的for循環(huán)呢？經(jīng)過我再三確認(rèn)，確實(shí)是我寫的代碼生成的。我心里暗暗叫罵，編譯器，你怎么能這樣“無恥”，在背后修改我的代碼，你這不侵權(quán)么。還給我新生成了一個(gè)類<WithYield>d__0，這個(gè)類實(shí)現(xiàn)了這么幾個(gè)接口：IEnumerable<int>, IEnumerable, IEnumerator<int>, IEnumerator, IDisposable（好啊，這個(gè)類將枚舉接口和迭代器接口都實(shí)現(xiàn)了）
現(xiàn)在能解答測(cè)試1為什么沒有輸出了，調(diào)用WithYield()里面就是調(diào)用了一下<WithYield>d__0的構(gòu)造方法，<WithYield>d__0的構(gòu)造方法的代碼：

這里沒有任何輸出。
在測(cè)試2中，首先我們會(huì)調(diào)用<WithYield>d__0的GetEnumerator()方法，這個(gè)方法里將一個(gè)整型局部變量<>1__state初始化為0，再看看MoveNext()方法的代碼：

private bool MoveNext()
  {
    switch (this.<>1__state)
    {
      case 0:
        this.<>1__state = -1;
        this.<i>5__1 = 0;
        goto Label_006A;

      case 1:
        this.<>1__state = -1;
        goto Label_005C;

      default:
        goto Label_0074;
    }
  Label_005C:
    this.<i>5__1++;
  Label_006A:
    if (this.<i>5__1 < 20)
    {
      Console.WriteLine(this.<i>5__1.ToString());
      if (this.<i>5__1 > 2)
      {
        this.<>2__current = this.<i>5__1;
        this.<>1__state = 1;
        return true;
      }
      goto Label_005C;
    }
  Label_0074:
    return false;
  }

原來我們for循環(huán)里面的Console.WriteLine跑到這里來了，所以沒等到MoveNext()調(diào)用，for里面的輸出也是不會(huì)被執(zhí)行的，因?yàn)槊看伪闅v都要訪問MoveNext()方法，所以沒有等到返回結(jié)果里面的元素遍歷完WithYield()也是不會(huì)退出的?，F(xiàn)在我們的測(cè)試程序所表現(xiàn)出來的怪異行為是可以找到依據(jù)了，那就是：編譯器在后臺(tái)搞了鬼。

實(shí)際上這種實(shí)現(xiàn)在理論上是有支撐的：延遲計(jì)算(Lazy evaluation或delayed evaluation)在Wiki上可以找到它的解釋：將計(jì)算延遲，直到需要這個(gè)計(jì)算的結(jié)果的時(shí)候才計(jì)算，這樣就可以因?yàn)楸苊庖恍┎槐匾挠?jì)算而改進(jìn)性能，在合成一些表達(dá)式時(shí)候還可以避免一些不必要的條件，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候其他計(jì)算都已經(jīng)完成了，所有的條件都已經(jīng)明確了，有的根本不可達(dá)的條件可以不用管了。反正就是好處很多了。

延遲計(jì)算來源自函數(shù)式編程，在函數(shù)式編程里，將函數(shù)作為參數(shù)來傳遞，你想呀，如果這個(gè)函數(shù)一傳遞就被計(jì)算了，那還搞什么搞，如果你使用了延遲計(jì)算，表達(dá)式在沒有使用的時(shí)候是不會(huì)被計(jì)算的，比如有這樣一個(gè)應(yīng)用：x=expression，將這個(gè)表達(dá)式賦給x變量，但是如果x沒有在別的地方使用的話這個(gè)表達(dá)式是不會(huì)被計(jì)算的，在這之前x里裝的是這個(gè)表達(dá)式。

看來這個(gè)延遲計(jì)算真是個(gè)好東西，別擔(dān)心，整個(gè)Linq就是建立在這之上的，這個(gè)延遲計(jì)算可是幫了Linq的大忙啊(難道在2.0的時(shí)候，微軟就為它的Linq開始蓄謀了？)，看下面的代碼：

var result = from book in books
  where book.Title.StartWiths(“t”)
  select book
if(state > 0)
{
  foreach(var item in result)
  {
    //….
}
}

result是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了IEnumerable<T>接口的類(在Linq里，所有實(shí)現(xiàn)了IEnumerable<T>接口的類都被稱作sequence)，對(duì)它的foreach或者while的訪問必須通過它對(duì)應(yīng)的IEnumerator<T>的MoveNext()方法，如果我們把一些耗時(shí)的或者需要延遲的操作放在MoveNext()里面，那么只有等到MoveNext()被訪問，也就是result被使用的時(shí)候那些操作才會(huì)執(zhí)行，而給result賦值啊，傳遞啊，什么的，那些耗時(shí)的操作都沒有被執(zhí)行。

如果上面這段代碼，最后由于state小于0，而對(duì)result沒有任何需求了，在Linq里返回的結(jié)果都是IEnumerable<T>的，如果這里沒有使用延遲計(jì)算，那那個(gè)Linq表達(dá)式不就白運(yùn)算了么？如果是Linq to Objects還稍微好點(diǎn)，如果是Linq to SQL，而且那個(gè)數(shù)據(jù)庫表又很大，真是得不償失啊，所以微軟想到了這點(diǎn)，這里使用了延遲計(jì)算，只有等到程序別的地方使用了result才會(huì)計(jì)算這里的Linq表達(dá)式的值的，這樣Linq的性能也比以前提高了不少，而且Linq to SQL最后還是要生成SQL語句的，對(duì)于SQL語句的生成來說，如果將生成延遲，那么一些條件就先確定好了，生成SQL語句的時(shí)候就可以更精練了。還有，由于MoveNext()是一步步執(zhí)行的，循環(huán)一次執(zhí)行一次，所以如果有這種情況：我們遍歷一次判斷一下，不滿足我們的條件了我們就退出，如果有一萬個(gè)元素需要遍歷，當(dāng)遍歷到第二個(gè)的時(shí)候就不滿足條件了，這個(gè)時(shí)候我們就可就此退出，后面那么多元素實(shí)際上都沒處理呢，那些元素也沒有被加載到內(nèi)存中來。

延遲計(jì)算還有很多惟妙惟肖的特質(zhì)，也許以后你也可以按照這種方式來編程了呢。寫到這里我突然想到了Command模式，Command模式將方法封裝成類，Command對(duì)象在傳遞等時(shí)候是不會(huì)執(zhí)行任何東西的，只有調(diào)用它內(nèi)部那個(gè)方法他才會(huì)執(zhí)行，這樣我們就可以把命令到處發(fā)，還可以壓棧啊等等而不擔(dān)心在傳遞過程中Command被處理了，也許這也算是一種延遲計(jì)算吧。

本文也只是很淺的談了一下延遲計(jì)算的東西，從這里還可以牽扯到并發(fā)編程模型和協(xié)同程序等更多內(nèi)容，由于本人才疏學(xué)淺，所以只能介紹到這個(gè)地步了，上面一些說法也是我個(gè)人理解，肯定有很多不妥地方，歡迎大家拍磚。

foreach,yield，這個(gè)我們平常經(jīng)常使用的東西居然背后還隱藏著這么多奇妙的地方，我也是今天才知道，看來未來的路還很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)啊。

路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。

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