为什么这个字符串扩展方法没有抛出异常？

Question

我有一个 C# 字符串扩展方法，它应该 return 一个字符串中子字符串的所有索引的 IEnumerable<int>。它完美地实现了它的预期目的，预期的结果是 returned（正如我的一个测试所证明的，虽然不是下面的那个），但是另一个单元测试发现了它的一个问题：它无法处理空参数。

这是我正在测试的扩展方法：

public static IEnumerable<int> AllIndexesOf(this string str, string searchText)
{
    if (searchText == null)
    {
        throw new ArgumentNullException("searchText");
    }
    for (int index = 0; ; index += searchText.Length)
    {
        index = str.IndexOf(searchText, index);
        if (index == -1)
            break;
        yield return index;
    }
}

这是标记问题的测试：

[TestMethod]
[ExpectedException(typeof(ArgumentNullException))]
public void Extensions_AllIndexesOf_HandlesNullArguments()
{
    string test = "a.b.c.d.e";
    test.AllIndexesOf(null);
}

当针对我的扩展方法运行测试时，它失败了，标准错误消息是方法 "did not throw an exception".

这很令人困惑：我已经明确地将 null 传递给函数，但出于某种原因，比较 null == null 是 returning false。因此，没有抛出异常，代码继续。

我已经确认这不是测试的错误：当运行我的主项目中的方法调用空比较 if 块中的 Console.WriteLine 时，控制台上没有显示任何内容，我添加的任何 catch 块也没有捕获到任何异常。此外，使用 string.IsNullOrEmpty 而不是 == null 也有同样的问题。

为什么这个看似简单的比较会失败？

Answer 1

您有一个迭代器块。 None 该方法中的代码曾经运行在返回的迭代器上调用 MoveNext 之外。调用该方法不会注意但会创建状态机，并且永远不会失败（除了内存不足错误、堆栈溢出或线程中止异常等极端情况）。

当您实际尝试迭代序列时，您会遇到异常。

这就是为什么 LINQ 方法实际上需要两种方法来拥有它们想要的错误处理语义。他们有一个私有方法，它是一个迭代器块，然后是一个非迭代器块方法，它除了进行参数验证之外什么都不做（这样它就可以急切地完成，而不是被推迟），同时仍然推迟所有其他功能。

所以这是一般模式：

public static IEnumerable<T> Foo<T>(
    this IEnumerable<T> souce, Func<T, bool> anotherArgument)
{
    //note, not an iterator block
    if(anotherArgument == null)
    {
        //TODO make a fuss
    }
    return FooImpl(source, anotherArgument);
}

private static IEnumerable<T> FooImpl<T>(
    IEnumerable<T> souce, Func<T, bool> anotherArgument)
{
    //TODO actual implementation as an iterator block
    yield break;
}

Answer 2

您正在使用 yield return。这样做时，编译器会将您的方法重写为一个函数，该函数 return 是一个生成的 class 实现状态机的函数。

从广义上讲，它将局部变量重写为 class 的字段，并且 yield return 指令之间算法的每个部分都变成了一个状态。你可以用反编译器检查这个方法在编译后变成了什么（确保关闭智能反编译会产生yield return）。

但最重要的是：在您开始迭代之前，您的方法代码不会被执行。

检查先决条件的常用方法是将您的方法一分为二：

public static IEnumerable<int> AllIndexesOf(this string str, string searchText)
{
    if (str == null)
        throw new ArgumentNullException("str");
    if (searchText == null)
        throw new ArgumentNullException("searchText");

    return AllIndexesOfCore(str, searchText);
}

private static IEnumerable<int> AllIndexesOfCore(string str, string searchText)
{
    for (int index = 0; ; index += searchText.Length)
    {
        index = str.IndexOf(searchText, index);
        if (index == -1)
            break;
        yield return index;
    }
}

这是可行的，因为第一种方法的行为与您预期的一样（立即执行），并且 return 第二种方法实现的状态机。

请注意，您还应该检查 null 的 str 参数，因为扩展方法可以在 null 值上调用，因为它们只是语法糖。

如果您对编译器对您的代码做了什么感到好奇，这是您的方法，使用 显示编译器生成的代码 选项使用 dotPeek 反编译。

public static IEnumerable<int> AllIndexesOf(this string str, string searchText)
{
  Test.<AllIndexesOf>d__0 allIndexesOfD0 = new Test.<AllIndexesOf>d__0(-2);
  allIndexesOfD0.<>3__str = str;
  allIndexesOfD0.<>3__searchText = searchText;
  return (IEnumerable<int>) allIndexesOfD0;
}

[CompilerGenerated]
private sealed class <AllIndexesOf>d__0 : IEnumerable<int>, IEnumerable, IEnumerator<int>, IEnumerator, IDisposable
{
  private int <>2__current;
  private int <>1__state;
  private int <>l__initialThreadId;
  public string str;
  public string <>3__str;
  public string searchText;
  public string <>3__searchText;
  public int <index>5__1;

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

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

  [DebuggerHidden]
  public <AllIndexesOf>d__0(int <>1__state)
  {
    base..ctor();
    this.<>1__state = param0;
    this.<>l__initialThreadId = Environment.CurrentManagedThreadId;
  }

  [DebuggerHidden]
  IEnumerator<int> IEnumerable<int>.GetEnumerator()
  {
    Test.<AllIndexesOf>d__0 allIndexesOfD0;
    if (Environment.CurrentManagedThreadId == this.<>l__initialThreadId && this.<>1__state == -2)
    {
      this.<>1__state = 0;
      allIndexesOfD0 = this;
    }
    else
      allIndexesOfD0 = new Test.<AllIndexesOf>d__0(0);
    allIndexesOfD0.str = this.<>3__str;
    allIndexesOfD0.searchText = this.<>3__searchText;
    return (IEnumerator<int>) allIndexesOfD0;
  }

  [DebuggerHidden]
  IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
  {
    return (IEnumerator) this.System.Collections.Generic.IEnumerable<System.Int32>.GetEnumerator();
  }

  bool IEnumerator.MoveNext()
  {
    switch (this.<>1__state)
    {
      case 0:
        this.<>1__state = -1;
        if (this.searchText == null)
          throw new ArgumentNullException("searchText");
        this.<index>5__1 = 0;
        break;
      case 1:
        this.<>1__state = -1;
        this.<index>5__1 += this.searchText.Length;
        break;
      default:
        return false;
    }
    this.<index>5__1 = this.str.IndexOf(this.searchText, this.<index>5__1);
    if (this.<index>5__1 != -1)
    {
      this.<>2__current = this.<index>5__1;
      this.<>1__state = 1;
      return true;
    }
    goto default;
  }

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

  void IDisposable.Dispose()
  {
  }
}

这是无效的 C# 代码，因为允许编译器执行语言不允许但在 IL 中合法的操作 - 例如，以无法避免名称冲突的方式命名变量。

但是如你所见，AllIndexesOf只是构造和return一个对象，它的构造函数只是初始化一些状态。 GetEnumerator 只复制对象。真正的工作在您开始枚举时完成（通过调用 MoveNext 方法）。

Answer 3

正如其他人所说，枚举数在开始被枚举之前不会被评估（即调用 IEnumerable.GetNext 方法）。因此这

List<int> indexes = "a.b.c.d.e".AllIndexesOf(null).ToList<int>();

在您开始枚举之前不会进行评估，即

foreach(int index in indexes)
{
    // ArgumentNullException
}

为什么这个字符串扩展方法没有抛出异常？

Why does this string extension method not throw an exception?

c#

comparison

ienumerable

null

argumentnullexception