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C#從foreach語句中枚舉元素看數組詳解

作者：Simen.Net

前言

在foreach語句中使用枚舉，可以迭代數組或集合中的元素，且無須知道集合中的元素的個數。如圖顯示了調用foreach方法的客戶端和集合之間的關系。數組或集合實現帶GetEnumerator()方法的IEnumerable接口。GetEnumerator()方法返回一個實現lEnumerable接口的枚舉，接著foreach語句就可以使用IEnumerable接口迭代集合了。

GetEnumerator()方法用IEnumerable接口定義，foreach語句並不真的需要在集合類中實現這個接口。有一個名為GetEnumerator()的方法它返回實現了IEnumerator接口的對象就足夠了。

先定義一個Person類，這個類有自動實現的屬性Firstname和Lastname,以及從Object類重寫ToString方法和繼承泛型接口IEquatable以比較兩個對象是否相等，實現泛型接口IComparer以比較兩個對象用來排序。

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;
  }

 }

創建一個三個元素的person數組，現對數組進行排序在用foreach循環訪問數組中的元素並輸出

 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);這段代碼IL代碼

// 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語句不會解析為IL代碼中的foreach語句，C#編譯器會把foreach語句轉換為IEnumerable接口的方法和屬性，foreach語句使用IEnumerator接口的方法和屬性，迭代數組中的所有元素，為此，IEnumerator定義了Current屬性，來返回光標所在的元素，該接口的MoveNext()方法移動到數組的下一個元素上，如果有這個元素該方法就返回true否則返回false，這個接口的泛型版本IEnumerator派生自接口IDisposable，因此定義了Dispose()方法來清理枚舉器占用的資源，使用foreach語句會解析為下面的代碼段

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

為了方便的創建枚舉器，C#添加了yield語句，yield return 語句返回集合的一個元素，並移動到下一個元素，yield break 可停止迭代。使用迭代塊，編譯器會生成一個yield類型，其中包含一個狀態機，如下代碼段所示。yield 類型實現IEnumerator和IDisposable接口的屬性和方法。在下面的例子中，可以把yield類型看作內部類Enumerator.外部類的GetEnumerator()方法實例化並返回一個新的yield類型。在yield類型中，變量state定義了迭代的當前位置，每次調用MoveNext()時，當前位置都會改變，MoveNext()封裝了迭代代碼，並設置了current變量的值，從而使Current屬性根據位置返回一個對象。

 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();
    }
   }
  }

總結

以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對的支持。