細說 C# 中的 IEnumerable，你真的懂 foreach 嗎？

我們先思考幾個問題：

1. 為什麼在foreach中不能修改item的值？
2. 要實現foreach需要滿足什麼條件？
3. 為什麼Linq to Object中要返回IEnumerable?

接下來，先開始我們的正文。

自己實現迭代器

.net中迭代器是通過IEnumerable和IEnumerator介面來實現的，今天我們也來依葫蘆畫瓢。

首先來看看這兩個介面的定義：

並沒有想象的那麼複雜。其中IEnumerable只有一個返回IEnumerator的GetEnumerator方法。而IEnumerator中有兩個方法加一個屬性。

接下來開發畫瓢，我們繼承IEnumerable介面並實現：

下面使用原始的方式呼叫：

有朋友開始說了，我們平時都是通過foreache來取值的，沒有這樣使用過啊。好吧，我們來使用foreach迴圈：

為什麼說基本上是等效的呢？我們先看列印結果，在看反編譯程式碼。

由此可見，兩者有這麼個關係：

我們可以回答第一個問題了“為什麼在foreach中不能修改item的值？”：

我們還記得IEnumerator的定義嗎

介面的定義就只有get沒有set。所以我們在foreach中不能修改item的值。

我們再來回答第二個問題：“要實現foreach需要滿足什麼條件？”：

必須實現IEnumerable介面？NO

我們自己寫的MyIEnumerable刪掉後面的IEnumerable介面一樣可以foreach（不信？自己去測試）。

所以要可以foreach只需要物件定義了GetEnumerator無參方法，並且返回值是IEnumerator或其對應的泛型。細看下圖：

也就是說，只要可以滿足這三步呼叫即可。不一定要繼承於IEnumerable。有意思吧！下次面試官問你的時候一定要爭個死去活來啊，哈哈！

yield的使用

你肯定發現了我們自己去實現IEnumerator介面還是有些許麻煩，並且上面的程式碼肯定是不夠健壯。對的，.net給我們提供了更好的方式。

你會發現我們連MyIEnumerator都沒要了，也可以正常執行。太神奇了。yield到底為我們做了什麼呢？

好傢伙，我們之前寫的那一大坨。你一個yield關鍵字就搞定了。最妙的是這塊程式碼：

這就是所謂的狀態機吧！

我們繼續來看GetEnumerator的定義和呼叫：

我們呼叫GetEnumerator的時候，看似裡面for迴圈了一次，其實這個時候沒有做任何操作。只有呼叫MoveNext的時候才會對應呼叫for迴圈：

現在我想可以回答你“為什麼Linq to Object中要返回IEnumerable?”:

因為IEnumerable是延遲載入的，每次訪問的時候才取值。也就是我們在Lambda裡面寫的where、select並沒有迴圈遍歷(只是在組裝條件)，只有在ToList或foreache的時候才真正去集合取值了。這樣大大提高了效能。

如：

這個時候得到了就是IEnumerable物件，但是沒有去任何遍歷的操作。（對照上面的gif動圖看）

什麼，你還是不信？那我們再來做個實驗，自己實現MyWhere：

現在看到了吧。執行到MyWhere的時候什麼動作都沒有(返回的就是IEnumerable)，只有執行到ToList的時候才程式碼才真正的去遍歷篩選。

這裡的MyWhere其實可以用擴充套件方法來實現，提升逼格。（Linq的那些查詢操作符就是以擴充套件的形式實現的）[瞭解擴充套件方法]。

怎樣高效能的隨機取IEnumerable中的值

這段程式碼來源《深入理解C#》，個人覺得非常妙。貼出來給大家欣賞哈。

結束：

demo下載：http://pan.baidu.com/s/1dE94c1b