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C# 2.0 Specification(迭代器)（一）

編輯：關於C語言

22迭代器
22.1迭代器塊
迭代器塊就是產生值的有序序列的語句塊。迭代器塊通過一個或多個yIEld語句區別於常規語句塊。

l yIEld return 語句產生迭代的下一個值。

l yIEld break 語句指明迭代完成。

迭代器塊可以被用作一個方法體（method-body）、運算符體（Operator-body）、訪問器體（Accessor-body）,前提是對應函數成員的返回類型是枚舉器(enumerator)接口之一或者可枚舉(enumerable)接口之一。

迭代器塊在C#語法中不什麼獨特的元素。它們在幾個方面受到限制，並且主要的作用在函數成員聲明的語義上，但它們在語法上只是語句塊而已。

當一個函數成員使用迭代器塊實現時，對於正式參數列表指定任何ref或out參數將導致編譯時錯誤。

return語句出現在迭代器塊中將導致編譯時錯誤（但yIEld return語句是允許的）。

在迭代器塊中包含不安全上下文(§18.1)將導致編譯時錯誤。即使是當迭代器聲明內嵌在不安全上下文中，迭代器塊也總是定義為一個安全上下文。

22.1.1枚舉器接口
枚舉器接口(enumerator interface)是System.Collections.IEnumerator接口以及System.Collections.Generic.IEnumerator<T>的所有實例。在本章，這些接口將相應地作為IEnumerator和IEnumerator<T>而引用。

22.1.2可枚舉接口
可枚舉接口（enumerable interface）是System.Collections.IEnumerable接口和System.Collections.Generic.IEnumerable<T>的所有實例。在本章，這些接口將相應地作為IEnumerable和IEnumerable<T>而被引用。

22.1.3YIEld 類型
迭代器塊生成具有相同類型的所有值的序列。給類型被稱為迭代器塊的yield類型（yIEld type）。

l 迭代器塊的yield類型通常用於實現返回IEnumerator或IEnumerable是對象的函數成員。

l 迭代器塊的yield類型通常用於實現返回IEnumerator<T>或IEnumerable<T>是T的函數成員。

22.1.4 this 訪問
在類的實例成員的迭代器塊內，this表達式被歸類為值。該值的類型就是類類型，在這個類型可以采用這種用法，這個值就是成員被調用時的對象的引用。

在結構的實例成員的迭代器塊內，this表達時被歸類作為一個變量。該變量的類型就是結構類型，在這個結構中它可以采用這種用法。該變量表示一個成員被調用時的對應結構的一個拷貝。在結構實例成員的迭代器塊內，this變量的行為就好像是結構類型的一個值參數。

22.2枚舉對象
當返回枚舉器接口類型的函數成員使用迭代器塊實現時，調用函數成員並不會立即執行迭代器塊中的代碼。相反，枚舉器對象（enumerator object）將被創建和返回。該對象封裝了在迭代器塊中指定的代碼，當枚舉器對象的MoveNext方法被調用時，迭代器塊中的代碼就會執行。枚舉器對象有如下的特征。

l 它實現了IEnumerator和IEnumerator<T>，T是迭代器塊的yIEld類型(產生類型)。

l 它實現了System.IDisposable。

l 它被使用實參值（如果有的話）的拷貝而初始化，而實例值將被傳遞給函數成員。

l 它有四個潛在的狀態before、running、suspended和after，並且它在before狀態之前被初始化。

枚舉器對象通常是一個編譯器生成的枚舉器類實例，它封裝了迭代器語句塊中的代碼，並且實現了枚舉器接口，但其它實現方法也是可以的。如果一個枚舉器類是由編譯器生成的，這個類將會是內嵌的，在包含函數成員的類中，類將具有私有可訪問性，並且該類具有一個保留為編譯器所用的名字(§2.4.2)。

枚舉器對象可以實現比在此指定的更多接口。

隨後幾節描述了由IEnumerable和IEnumerable<T>接口實現的MoveNext、Current、和Dispose成員的確切行為，這兩個接口由枚舉對象提供。

請注意，枚舉器對象並不支持IEnumerator.Reset方法。調用該方法將會拋出System.NotSupportedException異常。

22.2.1MoveNext方法
枚舉器對象的MoveNext方法封裝了迭代器塊的代碼。調用MoveNext方法將執行迭代器內的代碼，並將枚舉對象的Current屬性設置為合適的值。由MoveNext方法執行的精確動作，取決於當MoveNext方法被調用時枚舉器對象的狀態。

l 如果枚舉器對象狀態是before，調用MoveNext

n 將把狀態改為running。

n 將把迭代器塊的參數（包括this）初始化為，當枚舉器對象被初始化而保存的實參值和實例值。

n 從開始執行迭代器塊直到執行被中斷（如下面所描述的）。

l 如果枚舉器對象的狀態是running，調用MoveNext的結果是未指定的。

l 如果枚舉器對象的狀態是suspended，調用MoveNext

n 將把狀態改為running。

l 恢復所有局部變量和參數（包括this）的值為迭代器最後一次掛起（suspended）時執行狀態的值。請注意，由這些變量所引用的任何對象的內容，都可能因為前一次對MoveNext的調用而改變。

n 在引發執行掛起的yIEld return 語句之後重新開始執行迭代器塊，並且這個狀態會繼續直到執行被中斷（如下所描述）。

l 如果枚舉器對象的狀態是after，那麼調用MoveNext將返回false。

當MoveNext執行迭代器塊時，有四種方法可以中斷執行：通過一個yield return 語句，通過一個yIEld break語句，到達迭代器塊的結束點，以及一個異常被拋出，並被傳播到迭代器塊之外。

l 當遇到一個yIEld return 語句時(§22.4)，將會發生如下情況

n 在該語句中被給定的表達式將被計算，隱式地轉換到產生類型（yIEld type）,並被賦值給枚舉對象的Current屬性。

n 迭代器體的執行將被掛起。所有局部變量的值和參數（包括this）被保存，該yield return 語句的位置也被保存。如果yIEld return 語句在一個或多個try塊之內，與之關聯的finally塊在此時將不會執行。

n 枚舉器對象的狀態被改為suspended。

n MoveNext方法對調用方返回true，表明迭代器成功前進到下一個值。

l 當遇到yIEld break 語句時，將會發生如下情況

n 如果yIEld break 語句在一個或多個try塊之內，與之關聯的finally語句將被執行。

n 枚舉器對象的狀態被改為after。

n MoveNext方法對調用方返回false，表明迭代已經完成。

l 當遇到迭代器塊的結束點時，將會發生如下情況。

n 枚舉器對象的狀態被改為after。

n MoveNext方法對調用方返回false，表明迭代已經完成。

l 當一個異常被拋出並被傳播到迭代器塊之外時，將會發生如下情況。

n 在迭代器塊之內將會由於異常傳播(exception propagation)而執行合適的finally塊。

n 枚舉器對象的狀態被改為after。

n 對於MoveNext方法的調用方來說，異常傳播將會繼續。

22.2.2 Current屬性
枚舉器對象的Current屬性受到迭代器塊的yIEld return 語句的影響。

當枚舉器對象處於suspended狀態時，Current的值就是最後一次調用MoveNext時被設置的值。當枚舉器對象處於before、running或after狀態時，訪問Current的所得結果是未指定的。

對於一個具有非object類型的yield 類型迭代器塊，通過枚舉器對象的IEnumerable實現訪問Current所得實現，對應於通過枚舉器對象的IEnumerator<T>訪問Current所得實現，並將結果轉換到object類型。

22.2.3 Dispose方法
Dispose方法通過將枚舉器對象的狀態置為after，以清理迭代結果。

l 如果枚舉器對象的狀態是before，調用Dispose將改變其狀態為after。

l 如果枚舉器對象的狀態是running，調用Dispose的結果是為指定的。

l 如果枚舉器對象的狀態是suspended，調用Dispose將

n 改變其狀態為running。

n 執行finally塊，就好像最後執行的yield return語句是一個yIEld break語句。如果這裡引發一個異常被拋出並傳播到迭代器體之外，枚舉器對象的狀態將被置為after，並且該異常將被傳播給Dispose方法的調用方。

n 改變其狀態為after。

l 如果枚舉器對象的狀態為after，調用Dispose沒有效果。

22.3可枚舉對象
當返回一個可枚舉接口類型的函數成員使用迭代器塊實現時，調用函數成員不會立即執行迭代器塊代碼。相反，一個可枚舉對象（enumerable object）將被創建並返回。可枚舉對象的GetEnumerator方法返回一個枚舉器對象，它封裝了在迭代器塊中指定的代碼，當枚舉器對象的MoveNext方法被調用時，將觸發迭代器塊代碼的執行。可枚舉對象具有如下特征。

l 它實現了IEnumerable和IEnumerable<T>接口，這裡T是迭代器塊的產生類型（yIEld type）。

l 它使用實參值的拷貝進行初始化（如果有的話），並將實例值傳遞給函數成員。

可枚對象通常是一個由編譯器生成的可枚舉類的實例，該類封裝了迭代器塊的代碼，並實現了可枚舉接口，但其他實現方法也是可以的。如果可枚舉類由編譯器生成，該類將內嵌在包含函數成員的類中，並具有私有可訪問性，以及一個為編譯器所保留使用的名字(§2.4.2)。

可枚對象可以實現比在此說明的更多接口。特別的是，可枚舉對象也可以實現IEnumerator和IEnumerator<T>接口，這使得它既可以作為一個可枚舉對象又可作為枚舉器對象。在那個實現類型中，對可枚舉對象的GetEnumerator方法的首次調用，將返回可枚舉對象自身。對於該可枚舉對象的GetEnumerator方法的後續調用，如果有的話，將會返回可枚舉對象的一個拷貝。因此，每次返回的枚舉器將有它自己的狀態，並且在一個枚舉器中所作的改變不會影響另一個枚舉器。

22.3.1 GetEnumerator方法
可枚舉對象提供了IEnumerable和IEnumerable<T>接口的GetEnumerator方法的一個實現。這兩個GetEnumerator方法共享一個公共實現，它是用來得到並返回一個有效的枚舉器對象。

枚舉器對象使用實參值進行初始化，當可枚舉對象被初始化時其實例值將被保存，另一方面，枚舉器對象函數將如§22.2所描述。