IEnumerable

• 在C#中，IEnumerable 是一個核心接口，用于表示一個可迭代的集合。它是實現迭代模式的基礎，允許你通過 foreach 循環遍歷集合中的元素
• IEnumerable 是一個接口，屬于 System.Collections 命名空間。它的泛型版本 IEnumerable 位于 System.Collections.Generic 中。

• 作用：標記一個對象可以被迭代（即支持 foreach 循環）。
• 核心方法：GetEnumerator()，返回一個 IEnumerator 對象，用于逐個訪問集合中的元素。

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

IEnumerator

• IEnumerator 是實際執行迭代的接口，相當于Java里的iterator， 他定義了三個關鍵方法：

• MoveNext()：移動到集合的下一個元素，返回 bool 表示是否成功。
• Current：獲取當前元素的值。
• 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

• 統一迭代方式：任何實現 IEnumerable 的類型都可以用 foreach 遍歷。
• 支持 LINQ：LINQ 的查詢操作（如 Where、Select）基于 IEnumerable，實現延遲執行。
• 抽象集合類型：允許代碼操作抽象的集合（IEnumerable<T>），而非具體類型（如 List），提高靈活性。

手動實現 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); // 輸出 1, 2, 3
}

IEnumerable vs. IQueryable

• IEnumerable：
  用于內存中集合（如 List、數組）。
  LINQ 操作由 C# 編譯器處理（如 Where 轉換為委托）。

• IQueryable：
  用于外部數據源（如數據庫）。
  LINQ 操作轉換為表達式樹（如 SQL 查詢），由提供程序解析

為什么有了ienumerator還需要ienumerable

IEnumerable：

• 角色：表示一個集合是“可迭代的”。
  核心功能：通過 GetEnumerator() 方法返回一個迭代器（IEnumerator 對象）。
• 意義：提供統一的接口，讓所有集合類型（如數組、List、自定義集合）都能被 foreach 遍歷。

IEnumerator：

• 角色：實際控制迭代過程（移動指針、獲取當前元素）。
• 核心功能：通過 MoveNext() 和 Current 實現逐個元素的遍歷。
• 意義：封裝迭代狀態（如當前索引），確保多次遍歷互不干擾。

場景假設

• 假設一個集合類直接實現 IEnumerator, 如果兩個 foreach 同時遍歷同一個 BadList 實例，它們的 _index 會互相干擾：無法支持并發迭代：同一實例的迭代狀態會被覆蓋

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) { /* 第一次遍歷 */ } // 輸出 1,2,3
foreach (var num in badList) { /* 第二次遍歷 */ } // 無輸出（索引已到末尾）

正確做法：IEnumerable + IEnumerator

public class GoodList : IEnumerable<int>
{private int[] _data = { 1, 2, 3 };public IEnumerator<int> GetEnumerator(){// 每次調用返回一個新的迭代器return new GoodListEnumerator(_data);}// 顯式實現非泛型接口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() { }
}

• 狀態隔離：每次 foreach 會調用 GetEnumerator() 生成新的 IEnumerator 實例，確保每次遍歷獨立。
• 并發安全：多個遍歷操作互不影響。
• 簡化代碼：foreach 自動管理迭代器生命周期（調用 Dispose()）。