提到迭代器我們不能不想到迭代器模式,那我就以迭代器模式作為開(kāi)場(chǎng)白.

在我們的應(yīng)用程序中常常有這樣一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):

它們是一個(gè)數(shù)據(jù)的集合,如果你知道它們內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)就可以去訪問(wèn)它們,它們各自的內(nèi)部存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)互不相同,各種集合有各自的應(yīng)用場(chǎng)合.說(shuō)到這里大家可能想出一大堆這樣的集合了:List,Hashtable,ArrayList等等。這些集合各自都有各自的個(gè)性，這就是它們存在的理由。但如果你想遍歷它你必須知道它內(nèi)部的存儲(chǔ)細(xì)節(jié),作為一個(gè)集合元素,把內(nèi)部細(xì)節(jié)暴露出來(lái)肯定就不好了,這樣客戶程序就不夠穩(wěn)定了,在你更換集合對(duì)象的時(shí)候,比如List不能滿足需求的時(shí)候，你換成Hashtable，因?yàn)橐郧暗目蛻舫绦蜻^(guò)多的關(guān)注了List內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，所以不能很好的移植。而迭代器模式就是為解決這個(gè)問(wèn)題而生的：

提供一種一致的方式訪問(wèn)集合對(duì)象中的元素，而無(wú)需暴露集合對(duì)象的內(nèi)部表示。
比如現(xiàn)在有這樣一個(gè)需求，遍歷集合內(nèi)的元素，然后輸出，但是并不限定集合是什么類型的集合，也就是未來(lái)集合可能發(fā)生改變。

思考：

集合會(huì)發(fā)生改變，這是變化點(diǎn)，集合改變了，遍歷方法也改變，我們要保證遍歷的方法穩(wěn)定，那么就要屏蔽掉細(xì)節(jié)。找到了變化點(diǎn)那我們就將其隔離起來(lái)(一般使用interface作為隔離手段)：假設(shè)所有的集合都繼承自ICollection接口，這個(gè)接口用來(lái)隔離具體集合的，將集合屏蔽在接口后面，作為遍歷我們肯定需要這樣一些方法：MoveNext，Current，既然ICollection負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，職責(zé)又要單一，那么就新建立一個(gè)接口叫做Iterator吧，每種具體的集合都有自己相對(duì)應(yīng)的Iterator實(shí)現(xiàn)：

下面是一個(gè)簡(jiǎn)易的實(shí)現(xiàn)代碼：
 

1. /// <summary> 
2. /// 集合的接口 
3. /// </summary> 
4.   public interface ICollection 
5.   { 
6.     int Count { get; } 
7.     /// <summary> 
8.     /// 獲取迭代器 
9.     /// </summary> 
10.     /// <returns>迭代器</returns> 
11.     Iterator GetIterator(); 
12.   } 
13.   /// <summary> 
14.   /// 迭代器接口 
15.   /// </summary> 
16.   public interface Iterator 
17.   { 
18.     bool MoveNext(); 
19.  
20.     object Current { get; } 
21.   } 
22.  
23.   public class List : ICollection 
24.   { 
25.     private const int MAX = 10; 
26.     private object[] items; 
27.     public List() 
28.     {  
29.       items = new object[MAX]; 
30.     } 
31.     public object this[int i] 
32.     { 
33.       get { return items[i]; } 
34.       set { this.items[i] = value; } 
35.     } 
36.     #region ICollection Members 
37.  
38.     public int Count 
39.     { 
40.       get { return items.Length; } 
41.     } 
42.  
43.     public Iterator GetIterator() 
44.     { 
45.       return new ListIterator(this); 
46.     } 
47.  
48.     #endregion 
49.   } 
50.   public class ListIterator : Iterator 
51.   { 
52.     private int index = 0; 
53.     private ICollection list; 
54.     public ListIterator(ICollection list) 
55.     { 
56.       this.list = list; 
57.       index = 0; 
58.     } 
59.     #region Iterator Members 
60.  
61.     public bool MoveNext() 
62.     { 
63.       if (index + 1 > list.Count) 
64.         return false; 
65.       else 
66.       {  
67.         index++; 
68.         return true; 
69.       } 
70.     } 
71.  
72.     public object Current 
73.     { 
74.       get { return list[index]; } 
75.     } 
76.  
77.     #endregion 
78.   } 
79.   /// <summary> 
80.   /// 測(cè)試 
81.   /// </summary> 
82.   public class Program 
83.   { 
84.     static void Main() 
85.     { 
86.       ICollection list = new List(); 
87.       Iterator iterator = list.GetIterator(); 
88.       while (iterator.MoveNext()) 
89.       { 
90.         object current = iterator.Current; 
91.       } 
92.     } 
93. } 

看看最后的測(cè)試，是不是不管具體的集合如何改變，遍歷代碼都非常穩(wěn)定？而且擴(kuò)展新的集合類也非常方便，只是添加代碼不會(huì)修改原來(lái)的代碼，符合開(kāi)閉原則。當(dāng)然，這么好的解決方案微軟當(dāng)然不會(huì)放過(guò)，現(xiàn)在C# 2.0里已經(jīng)內(nèi)置了對(duì)迭代器的支持，看看System.Collections, System.Collections.Generic命名空間，所有的集合都實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口：IEnumerable，這個(gè)接口還有泛型的版本。注意到這個(gè)接口只有一個(gè)方法：IEnumerator GetEnumerator();，IEnumerator就是迭代器的接口，相當(dāng)于我的實(shí)例里面的Iterator，它也有泛型的版本。
那么現(xiàn)在在.net里所有的集合類都可以這樣訪問(wèn)了：

但是這樣訪問(wèn)也太麻煩了，所以C#里出現(xiàn)了foreach關(guān)鍵字，我們來(lái)看看foreach背后發(fā)生了什么？假如有如下的代碼：
 

1. public static void Main() 
2. {       
3.       ArrayList list = new ArrayList(); 
4.       list.Add(1); 
5.       list.Add(2); 
6.       list.Add(3); 
7.       foreach (object item in list) 
8.       { 
9.         Console.WriteLine(item.ToString()); 
10.       } 
11. } 

下面是它對(duì)應(yīng)的IL代碼：

 

1. .method private hidebysig static void Main() cil managed 
2. { 
3.   .entrypoint 
4.   .maxstack 2 
5.   .locals init ( 
6.     [0] class [mscorlib]System.Collections.ArrayList list, 
7.     [1] object item, 
8.     [2] class [mscorlib]System.Collections.IEnumerator CS$5$0000, 
9.     [3] class [mscorlib]System.IDisposable CS$0$0001) 
10.   L_0000: newobj instance void [mscorlib]System.Collections.ArrayList::.ctor() 
11.   L_0005: stloc.0  
12.   L_0006: ldloc.0  
13.   L_0007: ldc.i4.1  
14.   L_0008: box int32 
15.   L_000d: callvirt instance int32 [mscorlib]System.Collections.ArrayList::Add(object) 
16.   L_0012: pop  
17.   L_0013: ldloc.0  
18.   L_0014: ldc.i4.2  
19.   L_0015: box int32 
20.   L_001a: callvirt instance int32 [mscorlib]System.Collections.ArrayList::Add(object) 
21.   L_001f: pop  
22.   L_0020: ldloc.0  
23.   L_0021: ldc.i4.3  
24.   L_0022: box int32 
25.   L_0027: callvirt instance int32 [mscorlib]System.Collections.ArrayList::Add(object) 
26.   L_002c: pop  
27.   L_002d: ldloc.0  
28.   L_002e: callvirt instance class [mscorlib]System.Collections.IEnumerator [mscorlib]System.Collections.ArrayList::GetEnumerator() 
29.   L_0033: stloc.2  
30.   L_0034: br.s L_0048 
31.   L_0036: ldloc.2  
32.   L_0037: callvirt instance object [mscorlib]System.Collections.IEnumerator::get_Current() 
33.   L_003c: stloc.1  
34.   L_003d: ldloc.1  
35.   L_003e: callvirt instance string [mscorlib]System.Object::ToString() 
36.   L_0043: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) 
37.   L_0048: ldloc.2  
38.   L_0049: callvirt instance bool [mscorlib]System.Collections.IEnumerator::MoveNext() 
39.   L_004e: brtrue.s L_0036 
40.   L_0050: leave.s L_0063 
41.   L_0052: ldloc.2  
42.   L_0053: isinst [mscorlib]System.IDisposable 
43.   L_0058: stloc.3  
44.   L_0059: ldloc.3  
45.   L_005a: brfalse.s L_0062 
46.   L_005c: ldloc.3  
47.   L_005d: callvirt instance void [mscorlib]System.IDisposable::Dispose() 
48.   L_0062: endfinally  
49.   L_0063: call string [mscorlib]System.Console::ReadLine() 
50.   L_0068: pop  
51.   L_0069: ret  
52.   .try L_0034 to L_0052 finally handler L_0052 to L_0063 
53. } 

從.locals init 那里可以看出編譯器為我們添加了兩個(gè)局部變量，一個(gè)就是迭代器。

這三行代碼告訴我們，調(diào)用list的GetEnumerator()方法，獲取迭代器實(shí)例將其賦值給編譯器為我們添加的那個(gè)迭代器局部變量，接著是L_0034: br.s L_0048，
br.s這個(gè)指令是強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)，我們接著看

調(diào)用迭代器的MoveNext()方法，L_004e: brtrue.s L_0036 如果是true的話跳轉(zhuǎn)，

獲取當(dāng)前值，然后輸出
 看到?jīng)]有，實(shí)際foreach后面干的事就是獲取迭代器，然后一個(gè)while循環(huán)，不過(guò)這樣一些確實(shí)簡(jiǎn)潔多了。
說(shuō)到這里是不是

和

這兩樣代碼是一樣的呢？如果不一樣那推薦使用哪一個(gè)呢？當(dāng)然是使用第二種，簡(jiǎn)潔嘛，除了簡(jiǎn)潔之外就沒(méi)有其它的了？細(xì)心讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)上面的IL代碼，
在結(jié)束循環(huán)后還有一大塊，可我們的C#代碼中并沒(méi)有啊，接著分析：
.try L_0034 to L_0052 finally handler L_0052 to L_0063
這里說(shuō)明從L_0034到L_0052是被放在try里面的，恰好這段代碼是循環(huán)體里的東西，L_0052到L_0063里是放在finally里的，看來(lái)foreach還給我們加了一
個(gè)try{}finally{}結(jié)構(gòu)啊。那看看L_0052到L_0063里是什么東西吧：

判斷迭代器對(duì)象是否是一個(gè)IDisposable實(shí)例，如果是，那就要調(diào)用它的Dispose()方法了(為啥它要實(shí)現(xiàn)IDisposable接口？那肯定這個(gè)迭代器里使用了一些非托管資源)。
看到了吧，foreach也真夠智能的，看來(lái)使用foreach的方式是比自己用while方式安全穩(wěn)定多了。

(PS:好像是扯遠(yuǎn)了點(diǎn)，不過(guò)大家一起了解一下，呵呵，其實(shí)我當(dāng)初也沒(méi)想說(shuō)這個(gè)，不過(guò)后來(lái)看IL代碼有點(diǎn)不對(duì)勁，就當(dāng)作個(gè)副產(chǎn)品吧)

C# 2.0里還出現(xiàn)個(gè)關(guān)鍵字yield,我看了半天MSDN也沒(méi)明白它的意思：

在迭代器塊中用于向枚舉數(shù)對(duì)象提供值或發(fā)出迭代結(jié)束信號(hào)。到現(xiàn)在還是沒(méi)明白，不過(guò)yield這個(gè)東西后面卻包含了很多東西，有一些非常“奇怪”的特性，
我稱之為奇怪的意思是與我們以前的思維有的不符，Linq的一些特質(zhì)也是建立在這個(gè)特性之上的。關(guān)于yield的更多討論我想放在另外一篇文章中，因?yàn)槲矣X(jué)得有必要。