【C#】LINQ操作实现 IEnumerable<T> 接口的集合
IEnumerable<TSource> 接口详解
IEnumerable<TSource>
IEnumerable<TSource> 是 C# 中的一个泛型接口，它定义了如何遍历一组对象。这个接口是.NET Framework 中 LINQ (Language Integrated Query) 的基础之一，用于提供一种统一的方式来访问不同类型的集合。
IEnumerable<TSource> 接口只有一个方法 GetEnumerator()，该方法返回一个实现了 IEnumerator<TSource> 接口的对象，也就是枚举器（enumerator）。枚举器是用来迭代集合中的每一个元素的工具。
GetEnumerator() 方法
GetEnumerator() 方法是 IEnumerable<TSource> 接口中定义的唯一方法，它的作用是返回一个 IEnumerator<TSource> 接口的实现。这个方法的主要目的是创建一个能够遍历集合中元素的对象。当一个类实现了 IEnumerable<TSource> 接口时，它必须提供一个 GetEnumerator() 方法，该方法返回一个能够遍历该类中元素的枚举器。
GetEnumerator() 方法何时被调用
GetEnumerator() 方法通常不会由程序员直接调用，而是由 C# 的语言构造（如 foreach 循环）自动调用。例如当使用foreach循环遍历某个实现了IEnumerable<TSource> 的集合时，编译器会在 foreach 循环内部自动调用 GetEnumerator() 方法来获取一个枚举器（IEnumerator<T> 实例），然后使用这个枚举器来迭代集合中的每一个元素。这个枚举器就是实现了 IEnumerator<T> 接口的对象。
IEnumerator<TSource> 接口
IEnumerator<TSource> 是一个枚举器接口，它定义了如何在集合中前进以及如何访问当前项。IEnumerator<TSource> 包含以下三个核心方法：
- Current 属性：获取当前元素。
- MoveNext() 方法：将枚举器移动到序列中的下一个元素，并返回一个布尔值指示是否还有更多的元素。
- Reset() 方法：将枚举器重置到序列的开始。
枚举器方法的使用时机
- Current 属性：在每次成功调用 MoveNext() 后，可以访问当前元素。对于 foreach 循环，编译器会自动处理这一部分。
- MoveNext() 方法：当需要从一个元素移动到下一个元素时调用。例如，在 foreach 循环内部，编译器会自动调用此方法来移动到下一个元素。如果 MoveNext() 返回 true，则表示还有更多的元素可供迭代；如果返回 false，则表示已经到达了集合的末尾。
- Reset() 方法：用于将枚举器重置到序列的开始。这个方法在实际编程中并不常用，因为 foreach 循环通常会自己管理枚举器的状态，不过它在某些情况下（比如手动控制枚举器）可能是有用的。
IEnumerable<TSource> 的用途
IEnumerable<TSource> 主要有以下几个用途：
- 集合遍历：通过实现 IEnumerable<TSource>，一个类就可以被 foreach 循环或其他 LINQ 查询所遍历。
- 延迟执行：IEnumerable<TSource> 支持惰性加载，即在需要的时候才计算或获取数据。这对于处理大量数据或从数据库读取数据非常有用。
- 统一的查询模型：通过 LINQ，你可以使用相同的查询语法来操作任何实现了 IEnumerable<TSource> 的集合，无论是内存中的数组还是数据库表。
- 链式调用：可以对实现了 IEnumerable<TSource> 的对象进行方法链式调用，如 .Where().Select().OrderBy() 等 LINQ 方法。
总之，IEnumerable<TSource> 提供了一个标准的方式来访问集合中的元素，使得不同的数据源可以以一致的方式被访问和操作。
实现了 IEnumerable<T> 的数据结构
- List<T>: 一个动态数组，提供了快速随机访问和插入操作。
- Array: 固定大小的数组，支持快速的随机访问。
- LinkedList<T>: 双向链表，适合频繁插入和删除操作。
- Stack<T>: 栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构。
- Queue<T>: 队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构。
- HashSet<T>: 不重复元素的集合，支持快速查找。
- Dictionary<TKey, TValue>: 键值对的集合，提供了键到值的映射。
- SortedSet<T>: 排序的集合，不允许重复的元素。
- SortedDictionary<TKey, TValue>: 排序的字典，不允许重复的键。
- ObservableCollection<T>: 类似于 List<T>，但是提供了通知更改的功能。
LINQ操作实现 IEnumerable<T> 接口的集合
LINQ（Language Integrated Query）是一个框架，它提供了编写结构化查询的能力，并且能够应用于任何实现了 IEnumerable<T> 接口的数据源。这意味着 LINQ 不关心底层集合的具体实现，只要集合支持迭代（即实现了 IEnumerable<T> 接口），就可以使用 LINQ 对其进行查询。
LINQ 的灵活性在于它的查询表达式可以在任何数据源上运行，无论是内存中的集合、数据库表还是XML文档。这是因为 LINQ 查询通常由一系列标准查询运算符组成，这些运算符定义在 System.Linq.Enumerable 类中，并且可以应用于任何 IEnumerable<T>。
具体来说，System.Linq.Enumerable 类提供了大量的静态方法，这些方法可以作用于任何实现了 IEnumerable<T> 接口的对象上。例如，First(), FirstOrDefault(), Any() 等方法，它们都是扩展方法（extension methods），这意味着如果您有一个实现了 IEnumerable<T> 的对象，您可以像调用实例方法一样调用这些方法，但实际上它们是在 System.Linq.Enumerable 类中定义的静态方法。
例如，您可以对数组、列表、哈希表等任何实现了 IEnumerable<T> 接口的数据结构使用 LINQ 查询。这就意味着 LINQ 不仅仅局限于某些特定的数据结构如 List<T> 或 Array，而是可以广泛应用于各种不同的数据源。
