迭代器以及迭代算法
迭代器是一种方法、get 访问器或运算符,它通过使用 yield 关键字对数组或集合类执行自定义迭代。yield 返回语句会导致源序列中的元素在访问源序列中的下一个元素之前立即返回给调用方。尽管您以方法的形式编写迭代器,但编译器会将其转换为一个实际上是状态机的嵌套类。只要客户端代码中的 foreach 循环继续进行,此类就会跟踪迭代器的位置。
将使用 foreach 语句从客户端代码中调用迭代器。例如,您可以为类创建一个迭代器,该迭代器将按相反顺序返回元素,或在迭代器返回元素之前对每个元素执行操作。在为类或结构创建迭代器时,您不必实现整个 IEnumerator 接口。当编译器检测到迭代器时,它将自动生成 IEnumerator 或 IEnumerator<(Of <(T>)>) 接口的 Current、MoveNext 和 Dispose 方法。
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迭代器是可以返回相同类型的值的有序序列的一段代码。
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迭代器可用作方法、运算符或 get 访问器的代码体。
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迭代器代码使用 yield return 语句依次返回每个元素。yield break 将终止迭代。
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可以在类中实现多个迭代器。每个迭代器都必须像任何类成员一样有唯一的名称,并且可以在 foreach 语句中被客户端代码调用,如下所示:foreach(int x in SampleClass.Iterator2){}。
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迭代器的返回类型必须为 IEnumerable、IEnumerator、IEnumerable<(Of <(T>)>) 或 IEnumerator<(Of <(T>)>)。
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迭代器是 LINQ 查询中延迟执行行为的基础。
yield 关键字用于指定返回的一个或多个值。到达 yield return 语句时,会保存当前位置。下次调用迭代器时将从此位置重新开始执行。
迭代器对集合类特别有用,它提供一种简单的方法来迭代复杂的数据结构(如二进制树)。
示例
在本示例中,DaysOfTheWeek 类是将一周中的各天作为字符串进行存储的简单集合类。foreach 循环每迭代一次,都返回集合中的下一个字符串。
扩展阅读
迭代算法是用计算机解决问题的一种基本方法。它利用计算机运算速度快、适合做重复性操作的特点,让计算机对一组指令(或一定步骤)进行重复执行,在每次执行这组指令(或这些步骤)时,都从变量的原值推出它的一个新值。
利用迭代算法解决问题,需要做好以下三个方面的工作:
一、确定迭代变量。在可以用迭代算法解决的问题中,至少存在一个直接或间接地不断由旧值递推出新值的变量,这个变量就是迭代变量。
二、建立迭代关系式。所谓迭代关系式,指如何从变量的前一个值推出其下一个值的公式(或关系)。迭代关系式的建立是解决迭代问题的关键,通常可以使用递推或倒推的方法来完成。
三、对迭代过程进行控制。在什么时候结束迭代过程?这是编写迭代程序必须考虑的问题。不能让迭代过程无休止地重复执行下去。迭代过程的控制通常可分为两种情况:一种是所需的迭代次数是个确定的值,可以计算出来;另一种是所需的迭代次数无法确定。对于前一种情况,可以构建一个固定次数的循环来实现对迭代过程的控制;对于后一种情况,需要进一步分析出用来结束迭代过程的条件。
适用情况
可以看出迭代器模式给容器的应用带来以下好处:
1) 支持以不同的方式遍历一个容器角色。根据实现方式的不同,效果上会有差别。
2) 简化了容器的接口。但是在java Collection中为了提高可扩展性,容器还是提供了遍历的接口。
3) 对同一个容器对象,可以同时进行多个遍历。因为遍历状态是保存在每一个迭代器对象中的。
由此也能得出迭代器模式的适用范围:
1) 访问一个容器对象的内容而无需暴露它的内部表示。
2) 支持对容器对象的多种遍历。
3) 为遍历不同的容器结构提供一个统一的接口(多态迭代)。