.NET教程：.NET 面試題之IEnumerable

　　.NET教程，今天給大家介紹的是：.NET 面試題之IEnumerable ，這是在面試的時(shí)候可能會(huì)碰到的一道題目，這道題的注解分為了兩個(gè)部分，這一篇是第一部分!

　　什么是IEnumerable?

　　IEnumerable及IEnumerable的泛型版本IEnumerable是一個(gè)接口，它只含有一個(gè)方法GetEnumerator。Enumerable這個(gè)靜態(tài)類型含有很多擴(kuò)展方法，其擴(kuò)展的目標(biāo)是IEnumerable。

　　實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口的類可以使用Foreach關(guān)鍵字進(jìn)行迭代(迭代的意思是對(duì)于一個(gè)集合，可以逐一取出元素并遍歷之)。

　　實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口必須實(shí)現(xiàn)方法GetEnumerator。

　　如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)繼承IEnumerable的類型?

　　實(shí)現(xiàn)一個(gè)繼承IEnumerable的類型等同于實(shí)現(xiàn)方法GetEnumerator。想知道如何實(shí)現(xiàn)方法GetEnumerator，不妨思考下實(shí)現(xiàn)了GetEnumerator之后的類型在Foreach之下的行為：

　　可以獲得第一個(gè)或當(dāng)前成員

　　可以移動(dòng)到下一個(gè)成員

　　可以在集合沒(méi)有下一個(gè)成員時(shí)退出循環(huán)。

　　假設(shè)我們有一個(gè)很簡(jiǎn)單的Person類(例子來(lái)自MSDN)：

　　public class Person

　　{

　　public Person(string fName, string lName)

　　{

　　FirstName = fName;

　　LastName = lName;

　　}

　　public string FirstName;

　　public string LastName;

　　}

　　然后我們想構(gòu)造一個(gè)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)IEnumerable的類型，其儲(chǔ)存多個(gè)Person，然后再對(duì)這個(gè)類型實(shí)現(xiàn)IEnumerable。

　　這個(gè)類型實(shí)際上的作用就相當(dāng)于Person[]或List，但我們不能使用它們，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)實(shí)現(xiàn)了IEnumerable，故我們構(gòu)造一個(gè)People類，模擬很多人(People是Person的復(fù)數(shù)形式)。

　　這個(gè)類型允許我們傳入一組Person的數(shù)組。所以它應(yīng)當(dāng)有一個(gè)Person[]類型的成員，和一個(gè)構(gòu)造函數(shù)，其可以接受一個(gè)Person[]，然后將Person[]類型的成員填充進(jìn)去作為初始化。

　　//People類就是Person類的集合

　　//但我們不能用List或者Person[]，因?yàn)樗麄兌紝?shí)現(xiàn)了IEnumerable

　　//我們要自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)IEnumerable

　　//所以請(qǐng)將People類想象成List或者類似物

　　public class People : IEnumerable

　　{

　　private readonly Person[] _people;

　　public People(Person[] pArray)

　　{

　　//構(gòu)造一個(gè)Person的集合

　　_people = new Person[pArray.Length];

　　for (var i = 0; i < pArray.Length; i++)

　　{

　　_people[i] = pArray[i];

　　}

　　}

　　//實(shí)現(xiàn)IEnumerable需要實(shí)現(xiàn)GetEnumerator方法

　　public IEnumerator GetEnumerator()

　　{

　　throw new NotImplementedException();

　　}

　　}

　　我們的主函數(shù)應(yīng)當(dāng)是：

　　public static void Main(string[] args)

　　{

　　//新的Person數(shù)組

　　Person[] peopleArray =

　　{

　　new Person("John", "Smith"),

　　new Person("Jim", "Johnson"),

　　new Person("Sue", "Rabon"),

　　};

　　//People類實(shí)現(xiàn)了IEnumerable

　　var peopleList = new People(peopleArray);

　　//枚舉時(shí)先訪問(wèn)MoveNext方法

　　//如果返回真，則獲得當(dāng)前對(duì)象，返回假，就退出此次枚舉

　　foreach (Person p in peopleList)

　　Console.WriteLine(p.FirstName + " " + p.LastName);

　　}

　　但現(xiàn)在我們的程序不能運(yùn)行，因?yàn)槲覀冞€沒(méi)實(shí)現(xiàn)GetEnumerator方法。

　　實(shí)現(xiàn)方法GetEnumerator

　　GetEnumerator方法需要一個(gè)IEnumerator類型的返回值，這個(gè)類型是一個(gè)接口，所以我們不能這樣寫：

　　return new IEnumerator();

　　因?yàn)槲覀儾荒軐?shí)例化一個(gè)接口。我們必須再寫一個(gè)類PeopleEnumerator，它繼承這個(gè)接口，實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口所有的成員：Current屬性，兩個(gè)方法MoveNext和Reset。于是我們的代碼又變成了這樣：

　　//實(shí)現(xiàn)IEnumerable需要實(shí)現(xiàn)GetEnumerator方法

　　public IEnumerator GetEnumerator()

　　{

　　return new PeopleEnumerator();

　　}

　　在類型中：

　　public class PeopleEnumerator : IEnumerator

　　{

　　public bool MoveNext()

　　{

　　throw new NotImplementedException();

　　}

　　public void Reset()

　　{

　　throw new NotImplementedException();

　　}

　　public object Current { get; }

　　}

　　現(xiàn)在問(wèn)題轉(zhuǎn)移為實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方法，它們的功能看上去一目了然：一個(gè)負(fù)責(zé)將集合中Current向后移動(dòng)一位，一個(gè)則將Current初始化為0。

　　我們可以查看IEnumerator元數(shù)據(jù)，其解釋十分清楚：

　　Enumerator代表一個(gè)類似箭頭的東西，它指向這個(gè)集合當(dāng)前迭代指向的成員

　　IEnumerator接口類型對(duì)非泛型集合實(shí)現(xiàn)迭代

　　Current表示集合當(dāng)前的元素，我們需要用它僅有的get方法取得當(dāng)前元素

　　MoveNext方法根據(jù)Enumerator是否可以繼續(xù)向后移動(dòng)返回真或假

　　Reset方法將Enumerator移到集合的開(kāi)頭

　　通過(guò)上面的文字，我們可以理解GetEnumerator方法，就是獲得當(dāng)前Enumerator指向的成員。我們引入一個(gè)整型變量position來(lái)記錄當(dāng)前的位置，并且先試著寫下：

　　public class PeopleEnumerator : IEnumerator

　　{

　　public Person[] _peoples;

　　public object Current { get; }

　　//當(dāng)前位置

　　public int position;

　　//構(gòu)造函數(shù)接受外部一個(gè)集合并初始化自己內(nèi)部的屬性_peoples

　　public PeopleEnumerator(Person[] peoples)

　　{

　　_peoples = peoples;

　　}

　　//如果沒(méi)到集合的尾部就移動(dòng)position，返回一個(gè)bool

　　public bool MoveNext()

　　{

　　if (position < _peoples.Length)

　　{

　　position++;

　　return true;

　　}

　　return false;

　　}

　　public void Reset()

　　{

　　position = 0;

　　}

　　}

　　這看上去好像沒(méi)問(wèn)題，但一執(zhí)行之后卻發(fā)現(xiàn)：

　　當(dāng)執(zhí)行到MoveNext方法時(shí)，position會(huì)先增加1，這導(dǎo)致第一個(gè)元素(在位置0)會(huì)被遺漏，故position的初始值應(yīng)當(dāng)為-1而不是0

　　當(dāng)前位置變量position顯然應(yīng)該是私有的

　　需要編寫Current屬性的get方法取出當(dāng)前位置(position)上的集合成員

　　通過(guò)不斷的調(diào)試，最后完整的實(shí)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)是：

　　public class PeopleEnumerator : IEnumerator

　　{

　　public Person[] People;

　　//每次運(yùn)行到MoveNext或Reset時(shí)，利用get方法自動(dòng)更新當(dāng)前位置指向的對(duì)象

　　object IEnumerator.Current

　　{

　　get

　　{

　　try

　　{

　　//當(dāng)前位置的對(duì)象

　　return People[_position];

　　}

　　catch (IndexOutOfRangeException)

　　{

　　throw new InvalidOperationException();

　　}

　　}

　　}

　　//當(dāng)前位置

　　private int _position = -1;

　　public PeopleEnumerator(Person[] people)

　　{

　　People = people;

　　}

　　//當(dāng)程序運(yùn)行到foreach循環(huán)中的in時(shí)，就調(diào)用這個(gè)方法獲得下一個(gè)person對(duì)象

　　public bool MoveNext()

　　{

　　_position++;

　　//返回一個(gè)布爾值，如果為真，則說(shuō)明枚舉沒(méi)有結(jié)束。

　　//如果為假，說(shuō)明已經(jīng)到集合的結(jié)尾，就結(jié)束此次枚舉

　　return (_position < People.Length);

　　}

　　public void Reset() => _position = -1;

　　}

　　為什么當(dāng)程序運(yùn)行到in時(shí)，會(huì)呼叫方法MoveNext呢?我們并沒(méi)有直接調(diào)用這個(gè)方法啊?當(dāng)你試圖查詢IL時(shí)，就會(huì)得到答案。實(shí)際上下面兩段代碼的作用是相同的：

　　foreach (T item in collection)

　　{

　　...

　　}

　　IEnumerator enumerator = collection.GetEnumerator();

　　while (enumerator.MoveNext())

　　{

　　T item = enumerator.Current;

　　...

　　}

　　注意：第二段代碼中，沒(méi)有呼叫Reset方法，也不需要呼叫。當(dāng)你呼叫時(shí)，你會(huì)得到一個(gè)異常，這是因?yàn)榫幾g器沒(méi)有實(shí)現(xiàn)該方法。