扩展LinkedList，支持遍历同时删除节点

C#中自带的LinkedList，虽然提供了LinkedList.Remove(LinkedListNode)方法和LinkedListNode的操作来进行细致的增删操作，但大多数情况下都需要大量代码，费时费力

一开始遇到的情形是这样的，在我最近进行的编程练习中（https://github.com/zjtzyrcfd/simple-game-structure，尝试实现一个简单的游戏循环架构），有如下实现

游戏实例GameInstance保存了一个GameObject的容器，用于在循环时遍历更新。

显而易见，这个容器不需要随机存储（因为每个循环都会遍历），但是又应该支持高效增删操作（随时有GameObject会被删除）

最开始的时候，我使用了一个简单的数组式容器List，为了减少元素删除进行移动元素的开销，我额外创建了一个用于删除元素的循环，而独立于主循环。同时给这个循环设置了较大的循环间隔。

除了要在对容器进行操作时上锁，以及必须用朴素的for循环进行元素删除外（List中删除元素后迭代器会失效），代码的其他部分都相当简洁。

数组形式的代码(gameObjects的类型为List )：

void GCLoop(){
    lock (gameObjects){
        for(int i=gameObjects.Count-1;i>=0;i--){
            if (gameObjects[i].Deleted){
                gameObjects.RemoveAt(i);
            }
        }
    }
}  

之后，我试图将容器更换为LinkedListNode。在我想法中，类似的代码应该如下

foreach (var i in gameObjects)
{
    if (i.Deleted)
        ...//把i从gameObjects中移除
}

当然，大多数迭代器都会在容器发生修改之后失效（再进行迭代就会抛出异常），因此更安全（但不简洁）的代码如下

ArrayList<GameObject> temp;
foreach (var i in gameObjects)
{
    if (i.Deleted)
        ...//把i加入到temp中
}
foreach (var i in temp)
{
    ...//把i从gameObjects中移除
}

但是，在C#中，LinkedList想要达到O(1)复杂度的删除，你必须使用提供的LinkedListNode。（Remove(T)方法是O(N)的）

理由很简单，链表节点可以获得前后节点的信息，通过修改前后节点的next、prev，就可以把自身从链表中删除。

不尽人意的是，要用LinkedListNode来遍历链表，并没有foreach这样方便的方法。你必须用LinkedList.First获取第一个LinkedListNode，然后通过循环获取LinkedListNode的Next属性得到下一个结点，进行遍历。

可以预想到，遍历链表并且同时删除其中的某些元素，这个要求是合理的，并且会经常出现。因此我选择为LinkedList增加一个扩展方法，而不是直接在这里写一个for循环，之后要用时又到这儿复制。

为了达到目的(用foreach漂亮的遍历，并且可以删除节点)，我们必须返回一个IEnumerable ，用它进行foreach遍历。

我们使用yield return方法来实现这个扩展方法。我们把扩展方法命名为GetNodes()，意义为获得链表结点的集合（而不是结点中的元素）。

public static class LinkedListUtil
{
    public static IEnumerable<LinkedListNode<T>> GetNodes<T>(this LinkedList<T> list){
        for(var i=list.First;i!=null;i=i.next){
            yield return i;
        }
    }
}

关于yield的用法，在此不再叙述

如此一来，便实现了对结点的遍历。

但还存在一个问题：如果在遍历中移去了某个节点（虽然在平常的迭代中，这是不允许的，但作为一个链表，你不觉得它应该允许吗？），比如如下用法

foreach (var i in gameObjects.GetNodes()){
    if (i.Value.Deleted){
        gameObjects.Remove(i);
    }
}

此时，扩展方法中的 i 就会失效（被移出链表了，尽管对象依然存在，但是它的Next和Prev已经被置为null），也无法通过i.Next获取下一个元素了。（而且不会抛出异常！）

解决办法是修改扩展方法为如下(最终代码)

public static class LinkedListUtil
{
    public static IEnumerable<LinkedListNode<T>> GetNodes<T>(this LinkedList<T> list){
        LinkedListNode<T> _n;
        for(var i=list.First;i!=null;i=_n){
            _n=i.Next;
            yield return i;
        }
    }
}

将下一个结点保存起来，再yield return当前节点，避免了在返回当前节点后还需要当前节点的信息。

这样一来，就可以实现边遍历边挑选出元素进行删除了！

我尚未验证多线程复杂环境下是否会出现bug，但至少这在单线程下没有问题