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【从零开始入门unity游戏开发之——C#篇41】C#迭代器（Iterator）——自定义类实现 foreach 操作

news 来源：原创 2025/5/18 14:11:22

文章目录

  • 前言
  • 一、什么是迭代器？
  • 二、标准迭代器的实现方法
    • 1、自定义一个类`CustomList`
    • 2、让CustomList继承IEnumerable接口
    • 3、再继承IEnumerator接口
    • 4、完善迭代器功能
    • 5、**foreach遍历的本质**：
    • 6、在Reset方法里把光标复原
  • 三、用yield return语法糖实现迭代器
    • 1、用yield return语法糖为普通类实现迭代器
    • 2、用yield return语法糖为泛型类实现迭代器
  • 四、总结
  • 专栏推荐
  • 完结

前言

前面我们使用过foreach 来遍历过如列表、数组等数据等，之所以可以这么做，其实就是它们内部已经帮我们实现了迭代器功能。

迭代器其实很像我们之前学过的自定义类排序——IComparable＜T＞ 接口的实现，思路是类似的。

一、什么是迭代器？

在 C# 中，迭代器（Iterator）是一种特殊的方法，允许你在集合中按顺序逐个访问元素，而无需暴露集合的内部实现。通常，迭代器用于实现 foreach 循环。

C# 中有两种主要方式来实现迭代器：

  • IEnumerable<T> 和 IEnumerator<T> 接口：这是实现迭代器的基础，通过实现这两个接口可以自定义迭代行为。
  • yield 语法糖：这是 C# 提供的一种简化的方式来实现迭代器。

语法糖是指某些语言特性或语法结构的简化，目的是提高代码的简洁性和可读性，同时不改变代码的语义或功能。

二、标准迭代器的实现方法

为了使自定义的类可以被foreach语句遍历，该类需要实现IEnumerable接口，并且通常还需要实现IEnumerator接口。IEnumerator接口提供了获取当前元素、移动到下一个元素以及重置位置的方法。通过实现这两个接口，我们能够控制如何遍历自定义类型的实例。

1、自定义一个类CustomList

class CustomList{private int[] list;public CustomList(){list = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};}
}

现在直接使用foreach语句遍历CustomList肯定会报错，因为我们并没有实现迭代器
在这里插入图片描述

2、让CustomList继承IEnumerable接口

记得需要引入using System.Collections;命名空间，接口要求必须实现GetEnumerator方法

using System.Collections;class CustomList : IEnumerable{private int[] list;public CustomList(){list = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};}public IEnumerator GetEnumerator(){}
}

但是其实继承IEnumerable接口都不重要，只要实现了GetEnumerator方法即可
在这里插入图片描述

但是为什么要继承呢？其实就是规定你严格实现GetEnumerator方法，且这个方法也不好记

你会发现这时候，其实前面的foreach遍历就已经不报错了
在这里插入图片描述
现在执行遍历肯定还是走不通的，因为我们迭代器根本没实现任何内容

3、再继承IEnumerator接口

再继承IEnumerator接口，并实现里面的MoveNext和Reset方法和Current属性
在这里插入图片描述

4、完善迭代器功能

声明一个index 光标，完善迭代器功能

class CustomList : IEnumerable, IEnumerator{private int[] list;//从-1开始的光标用于表示数据得到了哪个位置private int index = -1;public CustomList(){list = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};}public object Current => list[index];public IEnumerator GetEnumerator(){//直接把自己返回即可return this;}public bool MoveNext(){//移动光标index++;//是否溢出 溢出返回falsereturn index < list.Length;}public void Reset(){throw new NotImplementedException();}
}

这时候前面foreach就可以打印出内容了

CustomList customList= new CustomList();
foreach (int item in customList){Console.WriteLine(item);
}

结果
在这里插入图片描述

5、foreach遍历的本质：

  • 先获取in后面这个对象的IEnumerator，会调用对象其中的GetEnumerator方法来获取IEnumerator对象
  • 执行这个IEnumerator对象中的MoveNext方法
  • 只要MoveNext方法的返回值时true就会去得到Current的值然后赋值给item

6、在Reset方法里把光标复原

现在还差一个Reset方法没有实现，这又有什么用呢？

比如如果我们需要遍历两次数据

CustomList customList= new CustomList();foreach (int item in customList){Console.WriteLine(item);
}foreach (int item in customList){Console.WriteLine(item);
}

结果
在这里插入图片描述

结果只打印了一次数据，因为我们的光标一直在加，超出索引，再继续打印MoveNext一直返回false，就没有数据了，所以我们需要在Reset里把光标复原

public void Reset()
{//重置光标index = -1;
}

什么时候调用呢？在GetEnumerator方法里调用即可，每次foreach开始会得到一次IEnumerator，且只会运行一次，我们可以写个打印验证这一点

public IEnumerator GetEnumerator()
{Console.WriteLine("开始遍历");Reset();//直接把自己返回即可return this;
}

结果，遍历两次，打印了两次数据，且每次遍历开始都仅调用一次GetEnumerator方法获取IEnumerator
在这里插入图片描述
注：Reset方法重置光标位置，一般写在获取IEumerator对象这个函数中，用于每次foreach遍历开始时先重置光标位置

三、用yield return语法糖实现迭代器

前面实现这个迭代器是不是感觉非常麻烦？所以C#专门提供了yield return语法糖来帮助我们简化实现迭代器，yield return 会将当前值返回给调用者，并暂停执行，直到下次请求下一个值时继续。

1、用yield return语法糖为普通类实现迭代器

我们只需要继承IEnumerable接口，实现GetEnumerator方法即可

class CustomList : IEnumerable {private int[] list;public CustomList(){list = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};}public IEnumerator GetEnumerator(){for (int i = 0; i< list.Length; i++){yield return list[i];}}
}

foreach 遍历打印

CustomList customList= new CustomList();Console.WriteLine("第一次遍历");foreach (int item in customList){Console.WriteLine(item);
}Console.WriteLine("第二次遍历");foreach (int item in customList){Console.WriteLine(item);
}

结果和前面一样，但是实现却方便了很多是不是
在这里插入图片描述
GetEnumerator里其实也可以这么写，效果一样

public IEnumerator GetEnumerator()
{// for (int i = 0; i< list.Length; i++){//     yield return list[i];// }yield return list[0];yield return list[1];yield return list[2];yield return list[3];yield return list[4];
}

但是通常肯定不会这么做，这里介绍这么写得方法，为了让你更容易理解yield return 的工作机制。

使用 yield return 的方法其实并没有创建一个完整的集合或数组，而是创建了一个延迟执行的状态机。每次调用迭代器方法时，都会从上一次暂停的位置继续执行。yield return 使得方法的执行过程可以暂停和恢复，这就是懒加载的本质。

你可以会问，前面不是说了foreach 每次遍历开始都仅调用一次GetEnumerator方法获取IEnumerator吗？这和yield return机制好像冲突了。

其实不然。在 foreach 循环内部，GetEnumerator 方法只会在循环开始时被调用一次。每次迭代时，foreach 使用的是同一个 IEnumerator 对象，这个对象负责管理 yield return 的暂停和恢复。本质其实和前面标准迭代器的实现方法是一样的

2、用yield return语法糖为泛型类实现迭代器

泛型类实现其实也是一样，相信大家应该都懂了，这里就直接放出例子，大家参考参考

class CustomList<T> : IEnumerable 
{private T[] array;public CustomList(params T[] array){this.array = array;}public IEnumerator GetEnumerator(){for (int i = 0; i< array.Length; i++){yield return array[i];}}
}

调用

CustomList<string> customList= new CustomList<string>("向", "宇", "的", "客", "栈");Console.WriteLine("第一次遍历");foreach (string item in customList){Console.WriteLine(item);
}Console.WriteLine("第二次遍历");foreach (string item in customList){Console.WriteLine(item);
}

结果
在这里插入图片描述

四、总结

迭代器就是可以让我们在外部直接通过foreach遍历对象中元素而不需要了解其结构如何

主要的两种方式

  • 传统方式继承两个接口实现里面的方法
  • 用语法糖yield return去返回内容只需要继承一个接口即可

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完结

赠人玫瑰，手有余香！如果文章内容对你有所帮助，请不要吝啬你的点赞评论和关注，你的每一次支持都是我不断创作的最大动力。当然如果你发现了文章中存在错误或者有更好的解决方法，也欢迎评论私信告诉我哦！

好了，我是向宇，https://xiangyu.blog.csdn.net

一位在小公司默默奋斗的开发者，闲暇之余，边学习边记录分享，站在巨人的肩膀上，通过学习前辈们的经验总是会给我很多帮助和启发！如果你遇到任何问题，也欢迎你评论私信或者加群找我， 虽然有些问题我也不一定会，但是我会查阅各方资料，争取给出最好的建议，希望可以帮助更多想学编程的人，共勉~
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介绍两款用于去除VMware虚拟机虚拟化特征的工具&#xff0c;这些工具可以帮助用户在虚拟机中运行游戏时避免被游戏检测到虚拟机环境&#xff0c;从而防止游戏因检测到虚拟机而闪退。这些工具通过修改虚拟机的硬件信息&#xff08;如硬盘、声卡、网卡、主板芯片组、显卡、主板信…...

编程日记 2025/5/11 13:18:20

汉王扫描王 2.9.16 |免费无广告的智能扫描软件，支持多种格式导出

汉王扫描王是一款功能全面的智能扫描软件&#xff0c;集成了文字识别、表格提取和文档转换等功能。它支持将文档转换为PDF、Word、Excel等多种格式&#xff0c;非常适合学生、教师、业务人员和财务工作者使用。该软件具备手机扫描仪功能&#xff0c;能够自动抠边、矫正文档&…...

编程日记 2025/5/13 17:47:28

毕设中所学

1、交叉引用 在毕业设计论文Word中交叉引用参考文献_交叉引用如何标注[1~6]-CSDN博客 另&#xff1a;将标号或其他文字改为上标的快捷键是CtrlShift。 图的交叉引用一样&#xff0c;修改引用类型即可。 2、ENVI安装 ENVI5.6 安装教程&#xff0c;新手入门&#xff08;超详细…...

编程日记 2025/5/16 9:40:41

[微服务]分布式搜索Java客户端

快速入门 使用RestClient客户端进行数据搜索可以分为两步 构建并发起请求 代码解读&#xff1a; 第一步&#xff0c;创建SearchRequest对象&#xff0c;指定索引库名第二步&#xff0c;利用request.source()构建DSL&#xff0c;DSL中可以包含查询、分页、排序、高亮等 query…...

编程日记 2025/5/15 8:52:06

STM32 拓展 低功耗案例3：待机模式 （hal）

配置PA0的两种方式&#xff1a; 第一种 第二种 复制寄存器代码然后对其进行修改 mian.c /* USER CODE BEGIN Header */ /********************************************************************************* file : main.c* brief : Main program body…...

编程日记 2025/5/17 2:04:50