集合类型的foreach循环浅析

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-08-25 12:51 153阅读 0赞

.net framework支持任何 Collections 类都可以生成自己的枚举数，该枚举数简化了对元素的循环访问。在c\#中，可以使用foreach循环来访问集合中的对象。使用foreach是集合的主要目的，集合没有提供其他特性。

集合必须实现接口System.Collections.IEnumerable. IEnumerable 只定义了一个方法:

public interface IEnumerable  
\{

IEnumeator GetEnumerator()

GetEnumerator 的目的是返回实现了IEnumerator 的枚举对象。在下面的例子中，枚举对象为 ProgramEnumerable。

interface IEnumerator

object Current\{get;\} //read only

bool MoveNext();

void Reset();

IEumerator 的工作方式：实现该接口的对象与一个集合相关联 （如 array, arraylist 等），这个对象在第一次初始化时，还没有指向集合的任何元素，必须先调用movenext, 移动枚举，才能使他指向集合中的第一个元素，接着用current属性获取该元素，current 属性返回一个对象引用，所以必须把他的数据类型转换为要在集合中查找的对象类型。 然后再调用movenext方法移动到集合的下一个元素上。直到集合中没有元素为止。即current返回了一个null.

调用reset方法来返回到集合的开头的前面的位置，相当于array 的index = -1 的位置。接着就需要调用movenext把index = 0；

foreach 循环为集合类型提供了一种不需要index的遍历元素的方式，foreach只负责遍历所有的元素，元素的顺序由集合设定。

![Untitled.gif][]

所以foreach循环实际上是以上ＩＥｎｕｍｅｒａｔｏｒ，　ＩＥｎｕｍｅｒａｂｌｅ接口的简化版。Ａｒｒａｙ属于集合，但不再System.Collections　namespace 　下。

集合的current把枚举作为一个object返回，因为多个枚举可应用在同一个集合上。

在 C\# 中，集合类并非必须严格从 [IEnumerable][] 和 [IEnumerator][] 继承才能与 **foreach** 兼容；只要类有所需的 GetEnumerator、MoveNext、Reset 和 Current 成员，便可以与 **foreach** 一起使用。省略接口的好处为，使您可以将 Current 的返回类型定义得比 **object** 更明确，从而提供了类型安全。

例如，从上面的示例代码开始，更改以下几行：

// No longer inherits from IEnumerable:
    public class Tokens  
    // Doesn't return an IEnumerator:
    public TokenEnumerator GetEnumerator()  
    // No longer inherits from IEnumerator:
    public class TokenEnumerator  
    // Type-safe: returns string, not object:
    public string Current

现在，由于 Current 返回字符串，因此当 **foreach** 语句中使用了不兼容的类型时，编译器便能够检测到：

// Error: cannot convert string to int:
    foreach (int item in f)

省略 **IEnumerable** 和 **IEnumerator** 的缺点是，集合类不再能够与其他公共语言运行库兼容语言的 **foreach** 语句或等效项交互操作。

您可以同时拥有两者的优点，即 C\# 中的类型安全以及与其他公共语言运行库兼容语言的互操作性，方法是从 **IEnumerable** 和 **IEnumerator** 继承并使用显式接口实现，如下面的示例所示。

![None.gif][] using  System;  
![None.gif][] using  System.Collections.Generic;  
![None.gif][] using  System.Text;  
![None.gif][] using  System.Collections;  
![None.gif][]  
![None.gif][] namespace  IEnumerable1  
![ExpandedBlockStart.gif][]![ContractedBlock.gif][] ... \{  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]    /\*\*//// <summary>  
![InBlock.gif][]    /// 实现IEnumerable 把它标记为一个集合  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]    /// </summary>  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][]    public class Program : IEnumerable  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]    ...\{  
![InBlock.gif][]        string\[\] str;  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][]        public Program(string text, char\[\] space)  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]        ...\{  
![InBlock.gif][]            str = text.Split(space);  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]        \}  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][]        //实现IEnumerable接口  
![InBlock.gif][]        public IEnumerator GetEnumerator()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]        ...\{  
![InBlock.gif][]            //枚举的实例引用  
![InBlock.gif][]            return new ProgramEnumerable(this);  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]        \}  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]        /\*\*//// <summary>  
![InBlock.gif][]        /// 私有类， 不能由外部代码访问  
![InBlock.gif][]        /// 定义枚举  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]        /// </summary>  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][]        private class ProgramEnumerable: IEnumerator  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]        ...\{  
![InBlock.gif][]            int position = \-1;  
![InBlock.gif][]            Program p;  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][]            public ProgramEnumerable(Program pp)  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]            ...\{  
![InBlock.gif][]                p = pp;  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]            \}  
![InBlock.gif][]            public bool MoveNext()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]            ...\{  
![InBlock.gif][]                if (position < (p.str.Length \- 1))  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]                ...\{  
![InBlock.gif][]                    \++position;  
![InBlock.gif][]                    return true;  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]                \}  
![InBlock.gif][]                else  
![InBlock.gif][]                    return false;  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]            \}  
![InBlock.gif][]            public object Current  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]            ...\{  
![InBlock.gif][]                get  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]                ...\{  
![InBlock.gif][]                    if (position > \-1 && position < p.str.Length)  
![InBlock.gif][]                        return p.str\[position\];  
![InBlock.gif][]                    else  
![InBlock.gif][]                        throw new InvalidOperationException("blablabla");  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]                \}  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]            \}  
![InBlock.gif][]            public void Reset()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]            ...\{  
![InBlock.gif][]                position = \-1;  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]            \}  
![InBlock.gif][]  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]        \}  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][]        static void Main(string\[\] args)  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]        ...\{  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]            Program pp = new Program("I so AM-hungry", new char\[\] ...\{ ' ', '\-' \});  
![InBlock.gif][]            foreach (string str in pp)  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]![ContractedSubBlock.gif][]            ...\{  
![InBlock.gif][]                Console.WriteLine("\{0\}", str);  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]            \}  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]        \}  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][]    \}  
![ExpandedBlockEnd.gif][]\}   
![None.gif][]

[Untitled.gif]: /images/20220824/bfb4582d02b3486fa1c621c61c28b408.png
[IEnumerable]: http://msdn2.microsoft.com/zh-cn/library/h1x9x1b1%28VS.80%29.aspx
[IEnumerator]: http://msdn2.microsoft.com/zh-cn/library/1t2267t6%28VS.80%29.aspx
[None.gif]: /images/20220824/cc6c074c39ff48ca8a5399c1919356d0.png
[ExpandedBlockStart.gif]: http://images.csdn.net/syntaxhighlighting/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif
[ContractedBlock.gif]: /images/20220824/bb14c865fea7431c9754ce7f5e2a91c4.png
[ExpandedSubBlockStart.gif]: http://images.csdn.net/syntaxhighlighting/OutliningIndicators/ExpandedSubBlockStart.gif
[ContractedSubBlock.gif]: /images/20220824/7d19b97265674813abfe7bd6e8410f82.png
[InBlock.gif]: /images/20220824/95924aeda3e442adaa590b6df5ec242b.png
[ExpandedSubBlockEnd.gif]: /images/20220824/712f57b5b57c41a683afc1590ff7a1fc.png
[ExpandedBlockEnd.gif]: /images/20220824/034e9a383b864ad6943993b1b4338127.png