C#中可枚举类型详解
作者：华然
枚举是迭代一个集合中的数据项的过程。
我们经常使用的大多数集合实际上都已经实现了枚举的接口IEnumerable和IEnumerator接口，这样才能使用foreach迭代，有些是含有某种抽象了枚举细节的接口：ArrayList类型有索引，BitArray有Get方法，哈希表和字典有键和值..........其实他们都已经实现了IEnumerable和IEnumerator接口。所以一切的集合和数组都可以用IEnumerable或者IEnumerable<T>接口来定义。
IEnumerable lists1 = new int[] { 3, 4, 5 };
foreach(var val in lists1)
{
Console.WriteLine(val);
}
IEnumerable<int> lists2=new int[]{1,2,3};
foreach(var val in lists2)
{
Console.WriteLine(val);
}
下面讲解一下 自己来定义可枚举类型（简单说就是自己定义的 ，可以进行foreach迭代的集合）：
因为枚举非常有好处，可以消除很多的错误，所以实现某种标准是有好处的。这种标准就是IEnumerable和IEnumerator接口，必须实现了它才能够使用foreach迭代，才能真正算是一个自己定义的，功能健全的集合。
我们自己建立的可枚举类型必须实现IEnumerable和IEnumerator接口（其实两者都有一个泛型实现）。
IEnumerable接口含有一个方法，该方法返回一个枚举器对象，枚举器对象实现了IEnumerator接口（实际上可以认为继承和实现了IEnumerator的接口的类的对象就是枚举器对象），可以用它来进行迭代。
下面是两个接口的定义（系统早已经定义好）：
public interface IEnumerable
{
IEnumerator GetEnumerator();
}
该接口只有一个GetEnumerator的方法，返回一个枚举器，用于枚举集合中的元素。
public interface IEnumerator
{
object Current { get; };//Current属性返回集合的当前元素
bool MoveNext(); //将枚举移动到下一位
void Reset(); //使枚举回到开头
}
凡是继承和实现了上面这个接口的类对象就是枚举器，可以利用上面的三个方法进行枚举，非常安全。不过需要自己在继承了接口的代码中去写实现过程。
一般的情况是：枚举器是枚举模式的一部分，通常被实现为枚举类型(继承IEnumerable)的一个嵌套类(继承IEnumerator)。嵌套类的好处就是可以访问外部类的私有成员，不破坏封装的原则。
下面我们自己来定义一个枚举类型，代码如下：
public class SimpleCollection :IEnumerable
{
//定义一个数组的字段
private object[] array;
//定义一个构造函数
public SimpleCollection(object []items)
{
array = items;
}
//实现IEnumerable接口的GetNumerator方法 该方法返回一个继承IEnumerator接口的类的实例
public IEnumerator GetEnumerator()
{
return new Enumerator(array);
}
//定义一个嵌套类来继承IEnumerator的接口
public class Enumerator : IEnumerator
{
//定义一个标记字段
private int flag;
//定义一个数组的字段
private object[] elements = null;
//定义一个构造函数
public Enumerator(object []items)
{
elements = items;
flag = -1; //将标记位初始化
//也可以采用下面的方法
//elements = new object[items.Length];
//Array.Copy(items, elements, items.Length);//此静态方法用于将一个数组中的元素复制到另外一个数组
}
//实现IEnumerator接口的Current属性; 此属性返回集合的当前元素，是只读的
public object Current
{
get
{
if (flag > elements.Length - 1) throw new InvalidOperationException("枚举已经结束");
else if (flag < 0) throw new InvalidOperationException("枚举尚未开始");
else return elements[flag];
}
}
//实现IEnumerator接口的MoveNext方法 将枚举移动到下一位
public bool MoveNext()
{
++flag;
if (flag > (elements.Length - 1)) return false;
else return true;
}
//实现IEnumerator接口的Reset方法 使枚举回到开头
public void Reset()
{
flag = -1;
}
}
下面来延时如何使用枚举类型：
//下面来看枚举类型的使用
SimpleCollection collection = new SimpleCollection(new object[]{1,2,3,4,5});
//使用方法
//接口 变量名=继承了该接口的类的实例
IEnumerator enumrator = collection.GetEnumerator();
while(enumrator.MoveNext())
{
Console.WriteLine(enumrator.Current);
}
Console.ReadKey();
SimpleCollection simple = new SimpleCollection(new object[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 });
IEnumerator enumerator = simple.GetEnumerator();
while(enumerator.MoveNext())
{
Console.WriteLine(enumerator.Current);
}
//最重要的是，实现了那两个接口，我们就可以对我们的集合使用foreach迭代了，看下面
foreach(var s in simple)
{
Console.WriteLine(s);
}
下面给出两个接口的泛型实现：
首先需要注意的是：
1.IEnumerable<T>接口继承自IEnumerable 两者具有相同接口，所以必须实现泛型和非泛型版本的GetEumerator方法
2.IEnumerator<T>接口继承自IEnumerator和IDisposable 需要多实现泛型和非泛型版本的Current属性和IDisposable接口的Dispose方法。
代码如下：
////下面创建一个可枚举的泛类型
//首先该类型必须要继承IEnumerable<T>接口
//因为IEnumerable<T>接口继承IEnumerable接口 所以必须同时实现泛型和非泛型的GetEnumerator方法
public class SimpleCollection<T> : IEnumerable<T>
{
private T[] array;
public SimpleCollection(T[] items)
{
array = items;
}
//实现IEnumerable<T>接口的GetNumerator方法 该方法返回一个继承IEnumerator接口的类的实例
public IEnumerator<T> GetEnumerator()
{
return new Enumerator<T>(array);//这步需要重视
}
//为了避免混淆 在此显式实现非泛型的接口
IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
{
return new Enumerator<T>(array);//这步需要重视
}
//定义一个嵌套类来继承IEnumerator<T>的接口
//IEnumerator<T>接口继承自IDisposable和IEnumerator接口
//该接口的唯一成员是Current属性 但是同时也要实现其非泛型版本！！！
//另外还需要实现IDisposable的Dispose方法和IEnumerator的两个方法
public class Enumerator<_T> : IEnumerator<_T>
{
private int flag;
private _T[] elements = null;
public Enumerator(_T[] items)
{
elements = items;
flag = -1;
}
//实现IEnumerator<T>接口的Current属性; 此属性返回集合的当前元素，是只读的
public _T Current
{
get
{
if (flag > elements.Length - 1) throw new InvalidOperationException("枚举已经结束");
else if (flag < 0) throw new InvalidOperationException("枚举尚未开始");
else return elements[flag];
}
}
//为了避免混淆 显示实现IEnumerator接口的Current属性
object IEnumerator.Current
{
get { return Current; } //直接返回上面的泛型属性 比较经典
}
//实现IDisposable接口的Dispose方法 支持确定性垃圾回收 将枚举数的状态设置为after 也就是把标记位设为最大索引+1
public void Dispose()
{
flag = elements.Length + 1;
}
//实现IEnumerator接口的MoveNext方法 将枚举移动到下一位
public bool MoveNext()
{
++flag;
if (flag > (elements.Length - 1)) return false;
else return true;
}
//实现IEnumerator接口的Reset方法 使枚举回到开头
public void Reset()
{
flag = -1;
}
}
怎么使用呢：
SimpleCollection<string> colletion = new SimpleCollection<string>(new string[] { "ranran", "Huaran" });
IEnumerator<string> enumorator = colletion.GetEnumerator();
while(enumorator.MoveNext())
{
Console.WriteLine(enumorator.Current);
}
foreach(var v in colletion)
{
Console.WriteLine(v);
}
Console.ReadKey();
还可以直接使用迭代器：
使用迭代器是另一种完全实现上面两个接口的方案，这是最为简便和可读的方法
而且使用迭代器可以很方便和快捷的设置各种枚举情况 如双重的迭代 反向的迭代 临时的集合和负责迭代等等 比上面的实现更为简单
迭代的关键字是yield 需要依靠一个迭代器块（注意是循环+yield return，或者 yiled break)
public class MyCollection:IEnumerable
{
private object[] array;
public MyCollection(object []items)
{
array = items;
}
public IEnumerator GetEnumerator() //实现都可以依靠编译器去完成
{
//foreach (object v in array)
//{
// yield return v;
//}
//关键字是yield 并不是foreach 我们也可以按照下面这个方法进行实现
for(int i=0;i<array.Length;i++)
{
yield return array[i];
}
//当然其它的while循环也可以。。
}
}
//实现：
MyCollection collection = new MyCollection(new object[] { 1, 2, 3 });
foreach(var v in collection)
{
Console.WriteLine(v);
}
可以自己设置迭代的情况：
public class MyCollection2:IEnumerable
{
private object[] array;
public MyCollection2(object []items)
{
array = items;
}
//可以在迭代器块中设置迭代的实现情况 即具体迭代多少个元素
//比如我们只想迭代4个元素
public IEnumerator GetEnumerator()
{
int count = 0;//设计一个标记位
foreach(object item in array)
{
++count;
yield return item;
if (count == 4) yield break; //break关键字 退出迭代 实际上迭代在实现当中就是一个循环 利用break跳出也合情合理
}
}
}
//////
MyCollection2 collection2 = new MyCollection2(new object[]{4,5,6,7,8});
//它就只会输出4，5，6，7
foreach (var v in collection2)
{
Console.WriteLine(v);
}
双重迭代：
/// <summary>
/// 下面演示双重迭代 即一次可以迭代两个集合中的元素
/// </summary>
public class MyColletion3:IEnumerable
{
private object[] List1;
public string[] List2;
public MyColletion3(object []items1,string []items2)
{
this.List1 = items1;
this.List2 = items2;
}
//下面进行双重迭代
public IEnumerator GetEnumerator()
{
//关键代码
for(int index=0;index<(List1.Length>List2.Length?List2.Length:List1.Length);index++)
{
yield return List1[index];
yield return List2[index];
}
}
}
////////
MyColletion3 collection3 = new MyColletion3(new object[] { 1, 2, 3, 5.5 }, new string[] { "RanRan", "Chengdu", "四川" });
foreach(var v in collection3)
{
Console.WriteLine(v);
}
//迭代结果是1 RanRan 2 Chengdu 3 四川
反向迭代：依靠Reverse属性
/// <summary>
/// 下面演示反向迭代 说白了就是迭代是从后面开始的 反向迭代器是在Reverse属性当中实现的
/// </summary>
public class MyColletion4:IEnumerable
{
private object[] items;
public MyColletion4(object []temps)
{
this.items = temps;
}
//一般的正向迭代
public IEnumerator GetEnumerator()
{
for(int index=0;index<items.Length;index++)
{
yield return items[index];
}
}
//实现反向迭代
public IEnumerable Reverse //注意返回IEnumerable对象
{
get
{
for (int index = items.Length - 1; index > -1; index--)
{
yield return items[index];
}
}
}
}
////
MyColletion4 collection4 = new MyColletion4(new object[] { 1, 2, 3, 4 });
foreach (var v in collection4)
{
Console.WriteLine(v);
}
//反向迭代
foreach(var v in collection4.Reverse)
{
Console.WriteLine(v);
}
//迭代结果是 4 3 2 1
当然也有一个临时集合，顺便补充一下，迭代和枚举实现的方案很多，一个返回IEnumerable的方法中加上迭代器块也是一个迭代集合
具体看下面的代码
//还有一种最为简单的迭代 就是一个返回IEnumerable对象的方法 在这方法中写上迭代器
//在此补充一个临时集合 关键看代码怎么写(以枚举当前月份的日期为列子）
public static IEnumerable GetMonthDate()
{
DateTime dt = DateTime.Now;
int currentMonth = dt.Month;
while(currentMonth==dt.Month)
{
string temp = currentMonth.ToString() + "/" + dt.Day.ToString();
dt = dt.AddDays(1);
yield return temp;
}
}
///实现
foreach(var v in GetMonthDate())
{
Console.WriteLine(v);
}
这儿 我作为一个新手自己给自己总结一下可枚举类型和接口的含义：
可枚举类型（集合&数组等）：
在实际开发当中，可以自己去定义一些与集合差不多的类型，对该类型的元素的访问，用一般的while,for循环比较不方便，我们需要自己去定义一个枚举器。
枚举类型(继承IEnumerable接口）：包括一个集合元素和一个枚举器。
枚举器是枚举类型当中的一个嵌套类（继承了IEnumerator接口）:具体实现见上。
/////// 这样便可以让自定义的可枚举类型实现foreach迭代。
当然也可以直接利用迭代来实现上面两个接口。//////
接口：是一种标准，它给出了一种约束和引导，需要我们去写代码实现它。虽然看上去多次一举，不过在后面对类的实例的使用中非常方便。
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。