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C#中的yield關(guān)鍵字詳解_C#教程

作者：Darren?Ji ? 更新時(shí)間： 2022-10-23 編程語言

在"C#中,什么時(shí)候用yield return"中，我們了解到：使用yield return返回集合，不是一次性加載到內(nèi)存中，而是客戶端每調(diào)用一次就返回一個(gè)集合元素，是一種"按需供給"。本篇來重溫yield return的用法，探秘yield背后的故事并自定義一個(gè)能達(dá)到y(tǒng)ield return相同效果的類，最后體驗(yàn)yield break的用法。

回顧yield return的用法

以下代碼創(chuàng)建一個(gè)集合并遍歷集合。

   class Program
    {
        static Random r = new Random();
        static IEnumerable<int> GetList(int count)
        {
            List<int> list = new List<int>();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                list.Add(r.Next(10));
            }
            return list;
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            foreach(int item in GetList(5))
                Console.WriteLine(item);
            Console.ReadKey();
        }
    }

使用yield return也能獲得同樣的結(jié)果。修改GetList方法為：

        static IEnumerable<int> GetList(int count)
        {
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                yield return r.Next(10);
            }
        }

通過斷點(diǎn)調(diào)試發(fā)現(xiàn)：客戶端每顯示一個(gè)集合中的元素，都會(huì)到GetList方法去獲取集合元素。

探密yield

使用yield return獲取集合，并遍歷。

    class Program
    {
        public static Random r = new Random();
        static IEnumerable<int> GetList(int count)
        {
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                yield return r.Next(10);
            }
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            foreach(int item in GetList(5))
                Console.WriteLine(item);
            Console.ReadKey();
        }
    }

生成項(xiàng)目，并用Reflector反編譯可執(zhí)行文件。在.NET 1.0版本下查看GetList方法，發(fā)現(xiàn)該方法返回的是一個(gè)GetList類的實(shí)例。原來yield return是"語法糖"，其本質(zhì)是生成了一個(gè)GetList的實(shí)例。

那GetList實(shí)例是什么呢？點(diǎn)擊Reflector中<GetList>鏈接查看。

  • 原來GetList類實(shí)現(xiàn)了IEnumerable和IEnumerator的泛型、非泛型接口
  • yield return返回的集合之所以能被迭代、遍歷，是因?yàn)镚etList內(nèi)部有迭代器
  • yield return之所以能實(shí)現(xiàn)"按需供給"，是因?yàn)镚etList內(nèi)部有一個(gè)_state字段記錄這上次的狀態(tài)

接下來，就模擬GetList，我們自定義一個(gè)GetRandomNumbersClass類，使之能達(dá)到y(tǒng)ield return相同的效果。

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
namespace ConsoleApplication2
{
    class Program
    {
        public static Random r = new Random();
        static IEnumerable<int> GetList(int count)
        {
            GetRandomNumbersClass ret = new GetRandomNumbersClass();
            ret.count = count;
            return ret;
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            foreach(int item in GetList(5))
                Console.WriteLine(item);
            Console.ReadKey();
        }
    }
    class GetRandomNumbersClass : IEnumerable<int>, IEnumerator<int>
    {
        public int count;//集合元素的數(shù)量
        public int i; //當(dāng)前指針
        private int current;//存儲(chǔ)當(dāng)前值
        private int state;//保存遍歷的狀態(tài)
        #region 實(shí)現(xiàn)IEnumerator接口
        public int Current
        {
            get { return current; }
        }
        public bool MoveNext()
        {
            switch (state)
            {
                case 0: //即為初始默認(rèn)值
                    i = 0;//把指針調(diào)向0
                    goto case 1;
                    break;
                case 1:
                    state = 1;//先設(shè)置原狀態(tài)
                    if (!(i < count))//如果指針大于等于當(dāng)前集合元素?cái)?shù)量
                    {
                        return false;
                    }
                    current = Program.r.Next(10);
                    state = 2; //再設(shè)置當(dāng)前狀態(tài)
                    return true;
                    break;
                case 2: //再次遍歷如果state值為2
                    i++;//指針再移動(dòng)一位
                    goto  case 1;
                    break;
                    
            }
            return false;
        }
        //被顯式調(diào)用的屬性
        object IEnumerator.Current
        {
            get { return Current; }
        }
        public void Reset()
        {
            throw new NotImplementedException();
        }
        public void Dispose()
        {
        }
        #endregion
        #region 實(shí)現(xiàn)IEnumerable的泛型和非泛型
        public IEnumerator<int> GetEnumerator()
        {
            return this;
        }
        //被顯式調(diào)用的屬性
        IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
        {
            return GetEnumerator();
        }
        #endregion
    }
}

關(guān)于GetRandomNumbersClass類：

  • count表示集合的長(zhǎng)度，可以在客戶端賦值。當(dāng)調(diào)用迭代器的MoveNext方法，需要把count和當(dāng)前位置比較，以決定是否可以再向前移動(dòng)。
  • 字段i相當(dāng)于索引，指針每次移動(dòng)一位，i需要自增1
  • current表示當(dāng)前存儲(chǔ)的值，外部通過IEnumerator.Current屬性訪問

迭代器的MoveNext方法是關(guān)鍵：

  • state字段是整型，表示產(chǎn)生集合過程中的3種狀態(tài)
  • 當(dāng)state為0的時(shí)候，說明是初始狀態(tài)，把索引位置調(diào)到0，并跳轉(zhuǎn)到state為1的部分
  • 當(dāng)state為1的時(shí)候，首先把狀態(tài)設(shè)置為1，然后判斷索引的位置有沒有大于或等于集合的長(zhǎng)度，接著產(chǎn)生集合元素，把state設(shè)置為2,并最終返回true
  • 當(dāng)sate為2的時(shí)候，也就是迭代器向前移動(dòng)一位，再次執(zhí)行MonveNext方法的時(shí)候，跳轉(zhuǎn)到state為2的語句塊部分，把索引位置自增1，再跳轉(zhuǎn)到state為1的語句塊中，產(chǎn)生新的集合元素
  • 如此循環(huán)

yield break的用法??

假設(shè)在一個(gè)無限循環(huán)的環(huán)境中獲取一個(gè)int類型的集合，在客戶端通過某個(gè)條件來終止循環(huán)。

    class Program
    {
        static Random rand = new Random();
        static IEnumerable<int> GetList()
        {
            while (true)
            {
                yield return rand.Next(100);
            }
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            foreach (int item in GetList())
            {
                if (item%10 == 0)
                {
                    break;
                }
                Console.WriteLine(item);
                
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }

以上，當(dāng)集合元素可以被10整除的時(shí)候，就終止循環(huán)。終止循環(huán)的時(shí)機(jī)是在循環(huán)遍歷的時(shí)候。

如果用yield break,就可以在獲取集合的時(shí)候，當(dāng)符合某種條件就終止獲取集合。

    class Program
    {
        static Random rand = new Random();
        static IEnumerable<int> GetList()
        {
            while (true)
            {
                int temp = rand.Next(100);
                if (temp%10 == 0)
                {
                    yield break;
                }
                yield return temp;
            }
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            foreach (int item in GetList())
            {
                Console.WriteLine(item);             
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }

總結(jié)：

  • yield return能返回一個(gè)"按需供給"的集合
  • yield return是"語法糖"，其背后是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了IEnuerable,IEnumerator泛型、非泛型接口的類，該類維護(hù)著一個(gè)狀態(tài)字段，以保證yield return產(chǎn)生的集合能"按需供給"
  • yield break配合yield return使用，當(dāng)產(chǎn)生集合達(dá)到某種條件的時(shí)候使用yield break，以終止繼續(xù)創(chuàng)建集合

原文鏈接：https://www.cnblogs.com/darrenji/p/3979048.html

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