C# 9.0新特性详解系列之二：扩展方法GetEnumerator支持foreach循环
1.介绍
我们知道，我们要使一个类型支持foreach循环，就需要这个类型满足下面条件之一：
-
该类型实例如果实现了下列接口中的其中之一：
- System.Collections.IEnumerable
- System.Collections.Generic.IEnumerable<T>
- System.Collections.Generic.IAsyncEnumerable<T>
-
该类型中有公开的无参GetEnumerator()方法，且其返回值类型必须是类，结构或者接口，同时返回值类型具有公共 Current 属性和公共无参数且返回类型为 Boolean的MoveNext 方法。
上面的第一个条件，归根结底还是第二个条件的要求，因为这几个接口，里面要求实现的还是GetEnumerator方法，同时，接口中GetEnumerator的返回值类型IEnumerator接口中要实现的成员和第二条中返回值类型的成员相同。
C#9.0之前，是不支持采取扩展方法的方式给类型注入GetEnumerator方法，以支持foreach循环的。从C#9.0之后，这种情况得到了支持。
2. 应用与示例
在这里，我们定义一个People类，它可以枚举其所有组员Person，并且在其中定义了MoveNext方法和Current属性。同时，我们也通过扩展方法给People注入了GetEnumerator方法。这样，我们就可以使用foreach来枚举People对象了。
首先，我们来定义一个Person记录:
public record Person(string FirstName, string LastName);
下来，我们来创建People类型,用来描述多个Person对象，并提供GetEnumerator返回值类型中所需的Current属性和MoveNext方法。在此，我们没有实现任何接口:
public class People：IDisposable//: IEnumerator<Person>
{
int position = -1;
private Person[] _people { get; init; }
public People(Person[] people)
{
_people = people;
}
public bool MoveNext()
{
position++;
return (position < _people.Length);
}
public Person Current
{
get
{
try
{
return _people[position];
}
catch (IndexOutOfRangeException)
{
throw new InvalidOperationException();
}
}
}
public void Reset()
{
position = -1;
}
public void Dispose()
{
Reset();
}
}
需要注意的是People中，由于没有通过使用前面的接口来实现支持foreach功能，这样就存在一个问题，就是第一次foreach循环完成后，状态还没有恢复到初始状态，第二次使用foreach进行枚举就没有可用项。因此我们添加了Reset方法用于手工恢复回初始状态，如果想让foreach能自动恢复状态，就让People实现接口IDisposable，并在其实现中，调用Reset方法。
然后，我们定义扩展方法，给People注入GetEnumerator方法
static class PeopleExtensions
{
//public static IEnumerator<T> GetEnumerator<T>(this IEnumerator<T> people) => people;
public static People GetEnumerator(this People people) => people;
}
最后，只要引用了扩展方法所在的命名空间，foreach循环就可以使用了。
var PersonList = new Person[3]
{
new ("John", "Smith"),
new ("Jim", "Johnson"),
new ("Sue", "Rabon"),
};
var people = new People(PersonList);
foreach (var person in people)
{
Console.WriteLine(person);
}
到这里，我们就完成了利用扩展方法来实现foreach循环的示例，为了方便拷贝测试，我们所有的代码放在一起就如下所示：
var PersonList = new Person[3]
{
new ("John", "Smith"),
new ("Jim", "Johnson"),
new ("Sue", "Rabon"),
};
var people = new People(PersonList);
foreach (var person in people)
{
Console.WriteLine(person);
}
public record Person(string FirstName, string LastName);
public class People：IDisposable//: IEnumerator<Person>
{
int position = -1;
private Person[] _people { get; init; }
public People(Person[] people)
{
_people = people;
}
public bool MoveNext()
{
position++;
return (position < _people.Length);
}
public Person Current
{
get
{
try
{
return _people[position];
}
catch (IndexOutOfRangeException)
{
throw new InvalidOperationException();
}
}
}
public void Reset()
{
position = -1;
}
public void Dispose()
{
Reset();
}
}
static class PeopleExtensions
{
//public static IEnumerator<T> GetEnumerator<T>(this IEnumerator<T> people) => people;
public static People GetEnumerator(this People people) => people;
}
结束语
解除原有的限制，扩展方法GetEnumerator支持foreach循环，为特殊的需要提供了一种可能。
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