从 IEnumerable 转换为 IEnumerator

Question

我正在玩 IEnumerable/<T> 和 IEnumerable/<T>。在我的一个试验中，我试图通过使用转换将 IEnumerable<T> 类型的返回值分配给 IEnumerator<T> 的值，然后尝试执行 MoveNext() 和 Current。虽然转换没有出现错误，但我没有得到输出：

class Animal
{
    public string AnimalType { get; set; }
    public Animal(string animal_type)
    {
        AnimalType = animal_type;
    }
}

class FarmCollection
{
    readonly Animal[] _farm = 
          { new Animal("duck"), new Animal("cow"), new Animal("sheep") };

    public IEnumerable<Animal> GetEnumerable()
    {
        foreach (Animal a in _farm)
            yield return a;
    }
}

class Test
{
    public static void Main()
    {
        FarmCollection farm = new FarCollection();
        IEnumerator<Animal> enumerator = (IEnumerator<Animal>)farm.GetEnumerable();
        while (enumerator.MoveNext())
        {
            Animal a = (Animal)enumerator.Current;
            Console.WriteLine(a.AnimalType);
        }
    }
}

第一个问题：为什么我没有输出，Main 只是 returns?
第二个问题：为什么从IEnumerable<Animal>到IEnumerator<Animal>的转换没有出现编译错误？

Answer 1

如果您查看 de-sugared code，您会发现使用 yield return 将创建一个同时实现 IEnumerable<T> 和 IEnumerator<T> 的内部 class。这就是强制转换有效的原因。

重要的一行在 GetEnumerable() 方法中：
它 returns new FarmCollection.<GetEnumerable>d__1(-2);

所以，初始状态是-2，即"No-one-has-requested-an-Enumerator-yet state"。如果您调用 GetEnumerator() 它将其状态设置为 0，"start of enumeration state".
但是由于您没有调用 GetEnumerator()，它的状态将保持为 -2，因此，当 MoveNext() 检查状态时，它会看到 -2 和 return false。

Answer 2

下面是您的 FarmCollection.GetEnumerable 方法在反编译后的样子：

public IEnumerable<Animal> GetEnumerable()
{
    FarmCollection.<GetEnumerable>d__0 <GetEnumerable>d__ =
        new FarmCollection.<GetEnumerable>d__0(-2);
    <GetEnumerable>d__.<>4__this = this;
    return <GetEnumerable>d__;
}

类型FarmCollection.<GetEnumerable>d__0也是由编译器生成的。有关详细信息，请参阅 this article。这是 class 的样子：

[CompilerGenerated]
private sealed class <GetEnumerable>d__0 : IEnumerable<Animal>, IEnumerable, IEnumerator<Animal>, IEnumerator, IDisposable
{
    private Animal <>2__current;

    private int <>1__state;

    private int <>l__initialThreadId;

    public FarmCollection <>4__this;

    public Animal <a>5__1;

    public Animal[] <>7__wrap3;

    public int <>7__wrap4;

    Animal IEnumerator<Animal>.Current
    {
        [DebuggerHidden]
        get
        {
            return this.<>2__current;
        }
    }

    object IEnumerator.Current
    {
        [DebuggerHidden]
        get
        {
            return this.<>2__current;
        }
    }

    [DebuggerHidden]
    IEnumerator<Animal> IEnumerable<Animal>.GetEnumerator()
    {
        FarmCollection.<GetEnumerable>d__0 <GetEnumerable>d__;
        if (Environment.CurrentManagedThreadId == this.<>l__initialThreadId && this.<>1__state == -2)
        {
            this.<>1__state = 0;
            <GetEnumerable>d__ = this;
        }
        else
        {
            <GetEnumerable>d__ = new FarmCollection.<GetEnumerable>d__0(0);
            <GetEnumerable>d__.<>4__this = this.<>4__this;
        }
        return <GetEnumerable>d__;
    }

    [DebuggerHidden]
    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
    {
        return this.System.Collections.Generic.IEnumerable<ConsoleApplication479.Animal>.GetEnumerator();
    }

    bool IEnumerator.MoveNext()
    {
        bool result;
        try
        {
            switch (this.<>1__state)
            {
            case 0:
                this.<>1__state = -1;
                this.<>1__state = 1;
                this.<>7__wrap3 = this.<>4__this._farm;
                this.<>7__wrap4 = 0;
                goto IL_8D;
            case 2:
                this.<>1__state = 1;
                this.<>7__wrap4++;
                goto IL_8D;
            }
            goto IL_A9;
            IL_8D:
            if (this.<>7__wrap4 < this.<>7__wrap3.Length)
            {
                this.<a>5__1 = this.<>7__wrap3[this.<>7__wrap4];
                this.<>2__current = this.<a>5__1;
                this.<>1__state = 2;
                result = true;
                return result;
            }
            this.<>m__Finally2();
            IL_A9:
            result = false;
        }
        catch
        {
            this.System.IDisposable.Dispose();
            throw;
        }
        return result;
    }

    [DebuggerHidden]
    void IEnumerator.Reset()
    {
        throw new NotSupportedException();
    }

    void IDisposable.Dispose()
    {
        switch (this.<>1__state)
        {
        case 1:
            break;
        case 2:
            break;
        default:
            return;
        }
        this.<>m__Finally2();
    }

    [DebuggerHidden]
    public <GetEnumerable>d__0(int <>1__state)
    {
        this.<>1__state = <>1__state;
        this.<>l__initialThreadId = Environment.CurrentManagedThreadId;
    }

    private void <>m__Finally2()
    {
        this.<>1__state = -1;
    }
}

所以在你的代码中，enumerator 变量引用了这个类型的对象。由于此类型实现了 IEnumerator<Animal>，这就解释了为什么转换没有失败。

现在，回答你的第二个问题。请注意，编译器生成的 GetEnumerable 方法构造 FarmCollection.<GetEnumerable>d__0 实例并将值 -2 赋给构造函数。这存储在 <>1__state 变量中。现在，看看 MoveNext() 方法。它在 <>1__state 变量上有一个 switch 语句。如果此类变量的值不是 0 或 2，则该方法保证为 return false，这意味着不会 return 编辑任何值枚举。

注意这个 class 中的 GetEnumerator() 方法如何将状态更改为 0 并且 return 是同一个实例（在某些情况下，它 return 是一个新实例状态为 0 的 class），这将使 MoveNext 方法起作用。

所以基本上 MoveNext 方法在不执行 GetEnumerator().

的情况下将无法工作

从 IEnumerable 转换为 IEnumerator

Casting from IEnumerable to IEnumerator

c#

ienumerable

ienumerator