.NET教程：.NET面试题之IEnumerable

.NET教程，今天给大家介绍的是：.NET 面试题之IEnumerable ，这是在面试的时候可能会碰到的一道题目，这道题的注解分为了两个部分，这一篇是第一部分!

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什么是IEnumerable?

IEnumerable及IEnumerable的泛型版本IEnumerable是一个接口，它只含有一个方法GetEnumerator。Enumerable这个静态类型含有很多扩展方法，其扩展的目标是IEnumerable。

实现了这个接口的类可以使用Foreach关键字进行迭代(迭代的意思是对于一个集合，可以逐一取出元素并遍历之)。

实现这个接口必须实现方法GetEnumerator。

如何实现一个继承IEnumerable的类型?

实现一个继承IEnumerable的类型等同于实现方法GetEnumerator。想知道如何实现方法GetEnumerator，不妨思考下实现了GetEnumerator之后的类型在Foreach之下的行为：

可以获得第一个或当前成员

可以移动到下一个成员

可以在集合没有下一个成员时退出循环。

假设我们有一个很简单的Person类(例子来自MSDN)：

public class Person

{

public Person(string fName, string lName)

{

FirstName = fName;

LastName = lName;

}

public string FirstName;

public string LastName;

}

然后我们想构造一个没有实现IEnumerable的类型，其储存多个Person，然后再对这个类型实现IEnumerable。

这个类型实际上的作用就相当于Person[]或List，但我们不能使用它们，因为它们已经实现了IEnumerable，故我们构造一个People类，模拟很多人(People是Person的复数形式)。

这个类型允许我们传入一组Person的数组。所以它应当有一个Person[]类型的成员，和一个构造函数，其可以接受一个Person[]，然后将Person[]类型的成员填充进去作为初始化。

//People类就是Person类的集合

//但我们不能用List或者Person[]，因为他们都实现了IEnumerable

//我们要自己实现一个IEnumerable

//所以请将People类想象成List或者类似物

public class People : IEnumerable

{

private readonly Person[] _people;

public People(Person[] pArray)

{

//构造一个Person的集合

_people = new Person[pArray.Length];

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

{

_people[i] = pArray[i];

}

}

//实现IEnumerable需要实现GetEnumerator方法

public IEnumerator GetEnumerator()

{

throw new NotImplementedException();

}

}

我们的主函数应当是：

public static void Main(string[] args)

{

//新的Person数组

Person[] peopleArray =

{

new Person("John", "Smith"),

new Person("Jim", "Johnson"),

new Person("Sue", "Rabon"),

};

//People类实现了IEnumerable

var peopleList = new People(peopleArray);

//枚举时先访问MoveNext方法

//如果返回真，则获得当前对象，返回假，就退出此次枚举

foreach (Person p in peopleList)

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

}

但现在我们的程序不能运行，因为我们还没实现GetEnumerator方法。

实现方法GetEnumerator

GetEnumerator方法需要一个IEnumerator类型的返回值，这个类型是一个接口，所以我们不能这样写：

return new IEnumerator();

因为我们不能实例化一个接口。我们必须再写一个类PeopleEnumerator，它继承这个接口，实现这个接口所有的成员：Current属性，两个方法MoveNext和Reset。于是我们的代码又变成了这样：

//实现IEnumerable需要实现GetEnumerator方法

public IEnumerator GetEnumerator()

{

return new PeopleEnumerator();

}

在类型中：

public class PeopleEnumerator : IEnumerator

{

public bool MoveNext()

{

throw new NotImplementedException();

}

public void Reset()

{

throw new NotImplementedException();

}

public object Current { get; }

}

现在问题转移为实现两个方法，它们的功能看上去一目了然：一个负责将集合中Current向后移动一位，一个则将Current初始化为0。

我们可以查看IEnumerator元数据，其解释十分清楚：

Enumerator代表一个类似箭头的东西，它指向这个集合当前迭代指向的成员

IEnumerator接口类型对非泛型集合实现迭代

Current表示集合当前的元素，我们需要用它仅有的get方法取得当前元素

MoveNext方法根据Enumerator是否可以继续向后移动返回真或假

Reset方法将Enumerator移到集合的开头

通过上面的文字，我们可以理解GetEnumerator方法，就是获得当前Enumerator指向的成员。我们引入一个整型变量position来记录当前的位置，并且先试着写下：

public class PeopleEnumerator : IEnumerator

{

public Person[] _peoples;

public object Current { get; }

//当前位置

public int position;

//构造函数接受外部一个集合并初始化自己内部的属性_peoples

public PeopleEnumerator(Person[] peoples)

{

_peoples = peoples;

}

//如果没到集合的尾部就移动position，返回一个bool

public bool MoveNext()

{

if (position < _peoples.Length)

{

position++;

return true;

}

return false;

}

public void Reset()

{

position = 0;

}

}

这看上去好像没问题，但一执行之后却发现：

当执行到MoveNext方法时，position会先增加1，这导致第一个元素(在位置0)会被遗漏，故position的初始值应当为-1而不是0

当前位置变量position显然应该是私有的

需要编写Current属性的get方法取出当前位置(position)上的集合成员

通过不断的调试，最后完整的实现应当是：

public class PeopleEnumerator : IEnumerator

{

public Person[] People;

//每次运行到MoveNext或Reset时，利用get方法自动更新当前位置指向的对象

object IEnumerator.Current

{

get

{

try

{

//当前位置的对象

return People[_position];

}

catch (IndexOutOfRangeException)

{

throw new InvalidOperationException();

}

}

}

//当前位置

private int _position = -1;

public PeopleEnumerator(Person[] people)

{

People = people;

}

//当程序运行到foreach循环中的in时，就调用这个方法获得下一个person对象

public bool MoveNext()

{

_position++;

//返回一个布尔值，如果为真，则说明枚举没有结束。

//如果为假，说明已经到集合的结尾，就结束此次枚举

return (_position < People.Length);

}

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

}

为什么当程序运行到in时，会呼叫方法MoveNext呢?我们并没有直接调用这个方法啊?当你试图查询IL时，就会得到答案。实际上下面两段代码的作用是相同的：

foreach (T item in collection)

{

...

}

IEnumerator enumerator = collection.GetEnumerator();

while (enumerator.MoveNext())

{

T item = enumerator.Current;

...

}

注意：第二段代码中，没有呼叫Reset方法，也不需要呼叫。当你呼叫时，你会得到一个异常，这是因为编译器没有实现该方法。