浅谈yield

c#1.0使用foreach 语句可以轻松地迭代集合。在c#1.0中，创建枚举器仍需要做大量的工作。c#2.0添加了yield语句，以便于创建枚举器。下面我们浅谈下yield的使用：

1、包含yield语句的方法或属性称为迭代块。迭代块必须声明为返回IEnumerator或IEnumerable接口。这个块可以包含多个yield return语句或yield break语句，但不能包含return语句。

      yield return语句返回集合的一个元素，并移动到下一个元素上。

      yield break语句：停止迭代

yield 语句只能出现在 iterator 块中，该块可用作方法、运算符或访问器的体。这类方法、运算符或访问器的体受以下约束的控制：

不允许不安全块。

方法、运算符或访问器的参数不能是 ref 或 out。

yield 语句不能出现在匿名方法中。有关更多信息，请参见匿名方法（C# 编程指南）。

当和 expression 一起使用时，yield return 语句不能出现在 catch 块中或含有一个或多个 catch 子句的 try 块中。有关更多信息，请参见异常处理语句（C# 参考）。

 2、yield语句从本质上讲是运用了延迟计算(Lazy evaluation或delayed evaluation)的思想。在Wiki上可以找到延迟计算的解释：将计算延迟，直到需要这个计算的结果的时候才计算，这样就可以因为避免一些不必要的计算而改进性能，在合成一些表达式时候还可以避免一些不必要的条件，因为这个时候其他计算都已经完成了，所有的条件都已经明确了，有的根本不可达的条件可以不用管了。

      延迟计算来源自函数式编程，在函数式编程里，将函数作为参数来传递，你想呀，如果这个函数一传递就被计算了，那还搞什么搞，如果你使用了延迟计算，表达式在没有使用的时候是不会被计算的，比如有这样一个应用：x=expression，将这个表达式赋给x变量，但是如果x没有在别的地方使用的话这个表达式是不会被计算的，在这之前x里装的是这个表达式。举个例子，linq就是运用了延迟计算的思想。看下面的代码：

var result = from book in books
    where book.Title.StartWiths(“t”)
    select book
if(state > 0)
{
    foreach(var item in result)
    {
        //….
    }
}

result是一个实现了IEnumerable接口的类(在Linq里，所有实现了IEnumerable接口的类都被称作sequence)，对它的foreach或者while的访问必须通过它对应的IEnumerator的MoveNext()方法，如果我们把一些耗时的或者需要延迟的操作放在MoveNext()里面，那么只有等到MoveNext()被访问，也就是result被使用的时候那些操作才会执行，而给result赋值啊，传递啊，什么的，那些耗时的操作都没有被执行。

如果上面这段代码，最后由于state小于0，而对result没有任何需求了，在Linq里返回的结果都是IEnumerable的，如果这里没有使用延迟计算，那那个Linq表达式不就白运算了么？如果是Linq to Objects还稍微好点，如果是Linq to SQL，而且那个数据库表又很大，真是得不偿失啊，所以微软想到了这点，这里使用了延迟计算，只有等到程序别的地方使用了result才会计算这里的Linq表达式的值的，这样Linq的性能也比以前提高了不少，而且Linq to SQL最后还是要生成SQL语句的，对于SQL语句的生成来说，如果将生成延迟，那么一些条件就先确定好了，生成SQL语句的时候就可以更精练了。还有，由于MoveNext()是一步步执行的，循环一次执行一次，所以如果有这种情况：我们遍历一次判断一下，不满足我们的条件了我们就退出，如果有一万个元素需要遍历，当遍历到第二个的时候就不满足条件了，这个时候我们就可就此退出，后面那么多元素实际上都没处理呢，那些元素也没有被加载到内存中来。

延迟计算还有很多惟妙惟肖的特质，也许以后你也可以按照这种方式来编程了呢。写到这里我突然想到了Command模式，Command模式将方法封装成类，Command对象在传递等时候是不会执行任何东西的，只有调用它内部那个方法他才会执行，这样我们就可以把命令到处发，还可以压栈啊等等而不担心在传递过程中Command被处理了，也许这也算是一种延迟计算吧。

 

讲了yield的一些基础，觉得有必要讲下IEnumerator与IEnumerable接口区别：

 

public interface IEnumerable
{
    IEnumerator GetEnumerator();
}
 
public interface IEnumerator
{
    bool MoveNext();
    void Reset();
 
    Object Current { get; }
}

 1、一个Collection要支持foreach方式的遍历，必须实现IEnumerable接口（亦即，必须以某种方式返回IEnumerator object）。
 
2、IEnumerator object具体实现了iterator（通过MoveNext()，Reset()，Current）。
 
3、从这两个接口的用词选择上，也可以看出其不同：IEnumerable是一个声明式的接口，声明实现该接口的class是“可枚举（enumerable）”的，但并没有说明如何实现枚举器（iterator）；IEnumerator是一个实现式的接口，IEnumerator object就是一个iterator。
 
4、IEnumerable和IEnumerator通过IEnumerable的GetEnumerator()方法建立了连接，client可以通过IEnumerable的GetEnumerator()得到IEnumerator object，在这个意义上，将GetEnumerator()看作IEnumerator object的factory method也未尝不可。

IEnumerator 是所有枚举数的基接口。  
   
  枚举数只允许读取集合中的数据。枚举数无法用于修改基础集合。 这也是为什么说“不要在foreach循环中修改元素的原因 “.
   
  最初，枚举数被定位于集合中第一个元素的前面。Reset 也将枚举数返回到此位置。在此位置，调用   Current 会引发异常。因此，在读取 Current 的值之前，必须调用 MoveNext 将枚举数提前到集合的第一个元素。  
   
  在调用   MoveNext   或   Reset   之前，Current   返回同一对象。MoveNext   将   Current   设置为下一个元素。  
   
  在传递到集合的末尾之后，枚举数放在集合中最后一个元素后面，且调用   MoveNext   会返回   false。如果最后一次调用   MoveNext   返回   false，则调用   Current   会引发异常。若要再次将   Current   设置为集合的第一个元素，可以调用   Reset，然后再调用   MoveNext。  
   
  只要集合保持不变，枚举数就将保持有效。如果对集合进行了更改（例如添加、修改或删除元素），则该枚举数将失效且不可恢复，并且下一次对   MoveNext   或   Reset   的调用将引发   InvalidOperationException。如果在   MoveNext   和   Current   之间修改集合，那么即使枚举数已经无效，Current   也将返回它所设置成的元素。  
   
  枚举数没有对集合的独占访问权；因此，枚举一个集合在本质上不是一个线程安全的过程。甚至在对集合进行同步处理时，其他线程仍可以修改该集合，这会导致枚举数引发异常。若要在枚举过程中保证线程安全，可以在整个枚举过程中锁定集合，或者捕捉由于其他线程进行的更改而引发的异常。  

 

 

代码下载：/Files/qlb5626267/YieldDemo.rar

参考文献：你必须知道的.net