C#从foreach语句中枚举元素看数组详解

前言

在foreach语句中使用枚举，可以迭代数组或集合中的元素，且无须知道集合中的元素的个数。如图显示了调用foreach方法的客户端和集合之间的关系。数组或集合实现带GetEnumerator()方法的IEnumerable接口。GetEnumerator()方法返回一个实现lEnumerable接口的枚举，接着foreach语句就可以使用IEnumerable接口迭代集合了。

GetEnumerator()方法用IEnumerable接口定义，foreach语句并不真的需要在集合类中实现这个接口。有一个名为GetEnumerator()的方法它返回实现了IEnumerator接口的对象就足够了。

先定义一个Person类，这个类有自动实现的属性Firstname和Lastname,以及从Object类重写ToString方法和继承泛型接口IEquatable以比较两个对象是否相等，实现泛型接口IComparer以比较两个对象用来排序。

public class Person : IEquatable<Person>,IComparable<Person>
 {
  public int Id { get; private set; }
  public string FirstName { get; set; }
  public string LastName { get; set; }

  public override string ToString()
  {
   return String.Format("{0}, {1} {2}", Id, FirstName, LastName);
  } 

  public bool Equals(Person other)
  {
   if (other == null)
    return base.Equals(other);

   return this.FirstName == other.FirstName && this.LastName == other.LastName;
  }

  public int CompareTo(Person other)
  {
   if (other == null) throw new ArgumentNullException("other");

   int result = this.LastName.CompareTo(other.LastName);
   if (result == 0)
   {
    result = this.FirstName.CompareTo(other.FirstName);
   }

   return result;
  }

 }

创建一个三个元素的person数组，现对数组进行排序在用foreach循环访问数组中的元素并输出

 Person[] persons = {
    new Person { FirstName = "Simen03", LastName = "Go" },
    new Person { FirstName = "Simen02", LastName = "Go" },
    new Person { FirstName = "Simen01", LastName = "Go" }
   };
   Array.Sort(persons);
   foreach (var person in persons)
    Console.WriteLine(person);

分析foreach (var person in persons)Console.WriteLine(person);这段代码IL代码

// loop start (head: IL_009b)
   IL_008a: ldloc.2
   IL_008b: ldloc.3
   IL_008c: ldelem.ref
   IL_008d: stloc.s person
   IL_008f: ldloc.s person
   IL_0091: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(object)
   IL_0096: nop
   IL_0097: ldloc.3
   IL_0098: ldc.i4.1
   IL_0099: add
   IL_009a: stloc.3

   IL_009b: ldloc.3
   IL_009c: ldloc.2
   IL_009d: ldlen
   IL_009e: conv.i4
   IL_009f: blt.s IL_008a
  // end loop

C#的foreach语句不会解析为IL代码中的foreach语句，C#编译器会把foreach语句转换为IEnumerable接口的方法和属性，foreach语句使用IEnumerator接口的方法和属性，迭代数组中的所有元素，为此，IEnumerator定义了Current属性，来返回光标所在的元素，该接口的MoveNext()方法移动到数组的下一个元素上，如果有这个元素该方法就返回true否则返回false，这个接口的泛型版本IEnumerator派生自接口IDisposable，因此定义了Dispose()方法来清理枚举器占用的资源，使用foreach语句会解析为下面的代码段

 IEnumerator enumerator = persons.GetEnumerator();
   while (enumerator.MoveNext())
   {
    var person = enumerator.Current;
    Console.WriteLine(person);
   }

为了方便的创建枚举器，C#添加了yield语句，yield return 语句返回集合的一个元素，并移动到下一个元素，yield break 可停止迭代。使用迭代块，编译器会生成一个yield类型，其中包含一个状态机，如下代码段所示。yield 类型实现IEnumerator和IDisposable接口的属性和方法。在下面的例子中，可以把yield类型看作内部类Enumerator.外部类的GetEnumerator()方法实例化并返回一个新的yield类型。在yield类型中，变量state定义了迭代的当前位置，每次调用MoveNext()时，当前位置都会改变，MoveNext()封装了迭代代码，并设置了current变量的值，从而使Current属性根据位置返回一个对象。

 static void Main(string[] args)
  {
   var helloCollection = new HelloCollection();
   foreach (string s in helloCollection)
   {
    Console.WriteLine(s);
   }
  }

  public class HelloCollection
  {
   public IEnumerator<string> GetEnumerator()
   {
    yield return "Hello";
    yield return "World";
   }
  }
  public class HelloCollectionOther
  {
   public IEnumerator GetEnumertor()
   {
    return new Enumerator(0);
   }
   public class Enumerator : IEnumerator<string>, IEnumerator, IDisposable
   {
    private int state;
    private string current;
    public Enumerator(int state)
    {
     this.state = state;
    }

    public string Current => throw new NotImplementedException();

    object IEnumerator.Current
    {
     get { return current; }
    }

    public void Dispose()
    {
     throw new NotImplementedException();
    }

    public bool MoveNext()
    {
     switch (state)
     {
      case 0:current = "hello";
       state = 1;
       return true;
      case 1:current = "world";
       state = 2;
       return true;
      case 2:
       break;
     }
     return false;
    }

    public void Reset()
    {
     throw new NotImplementedException();
    }
   }
  }

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对我们的支持。