集合类型的foreach循环浅析

.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。



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。


using System;


using System.Collections.Generic;


using System.Text;


using System.Collections;




namespace IEnumerable1




...{




/**//// <summary>


/// 实现IEnumerable 把它标记为一个集合


/// </summary>




public class Program : IEnumerable




...{


string[] str;




public Program(string text, char[] space)




...{


str = text.Split(space);


}




//实现IEnumerable接口


public IEnumerator GetEnumerator()




...{


//枚举的实例引用


return new ProgramEnumerable(this);


}




/**//// <summary>


/// 私有类， 不能由外部代码访问


/// 定义枚举


/// </summary>




private class ProgramEnumerable: IEnumerator




...{


int position = -1;


Program p;




public ProgramEnumerable(Program pp)




...{


p = pp;


}


public bool MoveNext()




...{


if (position < (p.str.Length - 1))




...{


++position;


return true;


}


else


return false;


}


public object Current




...{


get




...{


if (position > -1 && position < p.str.Length)


return p.str[position];


else


throw new InvalidOperationException("blablabla");


}


}


public void Reset()




...{


position = -1;


}




}




static void Main(string[] args)




...{




Program pp = new Program("I so AM-hungry", new char[] ...{ ' ', '-' });


foreach (string str in pp)




...{


Console.WriteLine("{0}", str);


}


}


}


}