C# --- IEnumerable 和 IEnumerator

IEnumerable
IEnumerator
IEnumerable 和 IEnumerator 的作用
手动实现 IEnumerable
IEnumerable vs. IQueryable
为什么有了ienumerator还需要ienumerable

IEnumerable

在C#中，IEnumerable 是一个核心接口，用于表示一个可迭代的集合。它是实现迭代模式的基础，允许你通过 foreach 循环遍历集合中的元素
IEnumerable 是一个接口，属于 System.Collections 命名空间。它的泛型版本 IEnumerable 位于 System.Collections.Generic 中。

作用：标记一个对象可以被迭代（即支持 foreach 循环）。
核心方法：GetEnumerator()，返回一个 IEnumerator 对象，用于逐个访问集合中的元素。

public interface IEnumerable
{IEnumerator GetEnumerator();
}// 泛型版本（更常用）：
public interface IEnumerable<out T> : IEnumerable
{IEnumerator<T> GetEnumerator();
}

IEnumerator

IEnumerator 是实际执行迭代的接口，相当于Java里的iterator，他定义了三个关键方法：

MoveNext()：移动到集合的下一个元素，返回 bool 表示是否成功。
Current：获取当前元素的值。
Reset()：重置迭代器到初始位置（通常不常用）

public interface IEnumerator
{bool MoveNext();object Current { get; }void Reset();
}// 泛型版本：
public interface IEnumerator<out T> : IEnumerator, IDisposable
{T Current { get; }
}

IEnumerable 和 IEnumerator 的作用

统一迭代方式：任何实现 IEnumerable 的类型都可以用 foreach 遍历。
支持 LINQ：LINQ 的查询操作（如 Where、Select）基于 IEnumerable，实现延迟执行。
抽象集合类型：允许代码操作抽象的集合（IEnumerable<T>），而非具体类型（如 List），提高灵活性。

手动实现 IEnumerable

using System;
using System.Collections;public class MyCollection : IEnumerable
{private int[] _data = { 1, 2, 3 };public IEnumerator GetEnumerator(){return new MyEnumerator(_data);}
}public class MyEnumerator : IEnumerator
{private int[] _data;private int _index = -1;public MyEnumerator(int[] data){_data = data;}public object Current => _data[_index];public bool MoveNext(){_index++;return _index < _data.Length;}public void Reset(){_index = -1;}
}// 使用：
var collection = new MyCollection();
foreach (var num in collection)
{Console.WriteLine(num); // 输出 1, 2, 3
}

IEnumerable vs. IQueryable

IEnumerable：
用于内存中集合（如 List、数组）。
LINQ 操作由 C# 编译器处理（如 Where 转换为委托）。

IQueryable：
用于外部数据源（如数据库）。
LINQ 操作转换为表达式树（如 SQL 查询），由提供程序解析

为什么有了ienumerator还需要ienumerable

IEnumerable：

角色：表示一个集合是“可迭代的”。
核心功能：通过 GetEnumerator() 方法返回一个迭代器（IEnumerator 对象）。
意义：提供统一的接口，让所有集合类型（如数组、List、自定义集合）都能被 foreach 遍历。

IEnumerator：

角色：实际控制迭代过程（移动指针、获取当前元素）。
核心功能：通过 MoveNext() 和 Current 实现逐个元素的遍历。
意义：封装迭代状态（如当前索引），确保多次遍历互不干扰。

场景假设

假设一个集合类直接实现 IEnumerator, 如果两个 foreach 同时遍历同一个 BadList 实例，它们的 _index 会互相干扰：无法支持并发迭代：同一实例的迭代状态会被覆盖

public class BadList : IEnumerator<int>
{private int[] _data = { 1, 2, 3 };private int _index = -1;public int Current => _data[_index];object IEnumerator.Current => Current;public bool MoveNext(){_index++;return _index < _data.Length;}public void Reset() => _index = -1;public void Dispose() { }
}

var badList = new BadList();
foreach (var num in badList) { /* 第一次遍历 */ } // 输出 1,2,3
foreach (var num in badList) { /* 第二次遍历 */ } // 无输出（索引已到末尾）

正确做法：IEnumerable + IEnumerator

public class GoodList : IEnumerable<int>
{private int[] _data = { 1, 2, 3 };public IEnumerator<int> GetEnumerator(){// 每次调用返回一个新的迭代器return new GoodListEnumerator(_data);}// 显式实现非泛型接口IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() => GetEnumerator();
}public class GoodListEnumerator : IEnumerator<int>
{private int[] _data;private int _index = -1;public GoodListEnumerator(int[] data) => _data = data;public int Current => _data[_index];object IEnumerator.Current => Current;public bool MoveNext(){_index++;return _index < _data.Length;}public void Reset() => _index = -1;public void Dispose() { }
}