从foreach语句枚举元素看数组

在foreach语句中使用枚举，可以迭代数组或集合中的元素，且无须知道集合中的元素的个数。如图显示了调用foreach方法的客户端和集合之间的关系。数组或集合实现带GetEnumerator()方法的IEnumerable接口。GetEnumerator()方法返回一个实现lEnumerable接口的枚举，接着foreach语句就可以使用IEnumerable接口迭代集合了。

GetEnumerator()方法用IEnumerable接口定义，foreach语句并不真的需要在集合类中实现这个接口。有一个名为GetEnumerator()的方法它返回实现了IEnumerator接口的对象就足够了。

先定义一个Person类，这个类有自动实现的属性Firstname和Lastname,以及从Object类重写ToString方法和继承泛型接口IEquatable以比较两个对象是否相等，实现泛型接口IComparer以比较两个对象用来排序。

public class Person : IEquatable<Person>,IComparable<Person>
    {
        public int Id { get; private set; }
        public string FirstName { get; set; }
        public string LastName { get; set; }

        public override string ToString()
        {
            return String.Format("{0}, {1} {2}", Id, FirstName, LastName);
        }   

        public bool Equals(Person other)
        {
            if (other == null)
                return base.Equals(other);

            return this.FirstName == other.FirstName && this.LastName == other.LastName;
        }

        public int CompareTo(Person other)
        {
            if (other == null) throw new ArgumentNullException("other");

            int result = this.LastName.CompareTo(other.LastName);
            if (result == 0)
            {
                result = this.FirstName.CompareTo(other.FirstName);
            }

            return result;
        }

    }

创建一个三个元素的person数组，现对数组进行排序在用foreach循环访问数组中的元素并输出

 Person[] persons = {
                new Person { FirstName = "Simen03", LastName = "Go" },
                new Person { FirstName = "Simen02", LastName = "Go" },
                new Person { FirstName = "Simen01", LastName = "Go" }
            };
            Array.Sort(persons);
            foreach (var person in persons)
                Console.WriteLine(person);

分析foreach (var person in persons)Console.WriteLine(person);这段代码IL代码

// loop start (head: IL_009b)
            IL_008a: ldloc.2
            IL_008b: ldloc.3
            IL_008c: ldelem.ref
            IL_008d: stloc.s person
            IL_008f: ldloc.s person
            IL_0091: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(object)
            IL_0096: nop
            IL_0097: ldloc.3
            IL_0098: ldc.i4.1
            IL_0099: add
            IL_009a: stloc.3

            IL_009b: ldloc.3
            IL_009c: ldloc.2
            IL_009d: ldlen
            IL_009e: conv.i4
            IL_009f: blt.s IL_008a
        // end loop

C#的foreach语句不会解析为IL代码中的foreach语句，C#编译器会把foreach语句转换为IEnumerable接口的方法和属性，foreach语句使用IEnumerator接口的方法和属性，迭代数组中的所有元素，为此，IEnumerator定义了Current属性，来返回光标所在的元素，该接口的MoveNext()方法移动到数组的下一个元素上，如果有这个元素该方法就返回true否则返回false，这个接口的泛型版本IEnumerator派生自接口IDisposable，因此定义了Dispose()方法来清理枚举器占用的资源，使用foreach语句会解析为下面的代码段

 IEnumerator enumerator = persons.GetEnumerator();
            while (enumerator.MoveNext())
            {
                var person = enumerator.Current;
                Console.WriteLine(person);
            }

为了方便的创建枚举器，C#添加了yield语句，yield return 语句返回集合的一个元素，并移动到下一个元素，yield break 可停止迭代。使用迭代块，编译器会生成一个yield类型，其中包含一个状态机，如下代码段所示。yield 类型实现IEnumerator和IDisposable接口的属性和方法。在下面的例子中，可以把yield类型看作内部类Enumerator.外部类的GetEnumerator()方法实例化并返回一个新的yield类型。在yield类型中，变量state定义了迭代的当前位置，每次调用MoveNext()时，当前位置都会改变，MoveNext()封装了迭代代码，并设置了current变量的值，从而使Current属性根据位置返回一个对象。

 static void Main(string[] args)
        {
            var helloCollection = new HelloCollection();
            foreach (string s in helloCollection)
            {
                Console.WriteLine(s);
            }
        }

        public class HelloCollection
        {
            public IEnumerator<string> GetEnumerator()
            {
                yield return "Hello";
                yield return "World";
            }
        }
        public class HelloCollectionOther
        {
            public IEnumerator GetEnumertor()
            {
                return new Enumerator(0);
            }
            public class Enumerator : IEnumerator<string>, IEnumerator, IDisposable
            {
                private int state;
                private string current;
                public Enumerator(int state)
                {
                    this.state = state;
                }

                public string Current => throw new NotImplementedException();

                object IEnumerator.Current
                {
                    get { return current; }
                }

                public void Dispose()
                {
                    throw new NotImplementedException();
                }

                public bool MoveNext()
                {
                    switch (state)
                    {
                        case 0:current = "hello";
                            state = 1;
                            return true;
                        case 1:current = "world";
                            state = 2;
                            return true;
                        case 2:
                            break;
                    }
                    return false;
                }

                public void Reset()
                {
                    throw new NotImplementedException();
                }
            }
        }