C# Foreach循环本质与枚举器
来源:互联网 发布:软件类企业安全教育 编辑:程序博客网 时间:2024/05/19 16:05
首先创建一个控制台应用程序用来探究foreach的本质
在Program类中写一个foreach循环。
using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;namespace ForeachTest{ class Program { static void Main(string[] args) { List<string> peopleList = new List<string>() { "张三", "李四", "王五" }; foreach (string people in peopleList) { Console.WriteLine(people); } Console.ReadKey(); } }}然后生成项目将项目debug目录下的ForeachTest.exe程序集用Reflection反编译后查看Program类IL代码
.class private auto ansi beforefieldinit Program extends [mscorlib]System.Object{ .method public hidebysig specialname rtspecialname instance void .ctor() cil managed { .maxstack 8 L_0000: ldarg.0 L_0001: call instance void [mscorlib]System.Object::.ctor() L_0006: ret } .method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed { .entrypoint .maxstack 2 .locals init ( [0] class [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<string> list, [1] string str, [2] class [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<string> list2, [3] valuetype [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1/Enumerator`0<string> enumerator, [4] bool flag) L_0000: nop L_0001: newobj instance void [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<string>::.ctor() L_0006: stloc.2 L_0007: ldloc.2 L_0008: ldstr "\u5f20\u4e09" L_000d: callvirt instance void [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<string>::Add(!0) L_0012: nop L_0013: ldloc.2 L_0014: ldstr "\u674e\u56db" L_0019: callvirt instance void [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<string>::Add(!0) L_001e: nop L_001f: ldloc.2 L_0020: ldstr "\u738b\u4e94" L_0025: callvirt instance void [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<string>::Add(!0) L_002a: nop L_002b: ldloc.2 L_002c: stloc.0 L_002d: nop L_002e: ldloc.0 L_002f: callvirt instance valuetype [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1/Enumerator`0<!0> [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<string>::GetEnumerator() L_0034: stloc.3 L_0035: br.s L_0048 L_0037: ldloca.s enumerator L_0039: call instance !0 [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1/Enumerator`0<string>::get_Current() L_003e: stloc.1 L_003f: nop L_0040: ldloc.1 L_0041: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) L_0046: nop L_0047: nop L_0048: ldloca.s enumerator L_004a: call instance bool [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1/Enumerator`0<string>::MoveNext() L_004f: stloc.s flag L_0051: ldloc.s flag L_0053: brtrue.s L_0037 L_0055: leave.s L_0066 L_0057: ldloca.s enumerator L_0059: constrained. [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1/Enumerator`0<string> L_005f: callvirt instance void [mscorlib]System.IDisposable::Dispose() L_0064: nop L_0065: endfinally L_0066: nop L_0067: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey() L_006c: pop L_006d: ret .try L_0035 to L_0057 finally handler L_0057 to L_0066 }}
在反编译的IL代码中我们看到除了构建List和其他输出,然后多了三个方法:GetEnumerator(),get_Current() ,MoveNext() ,于是通过反编译reflector查看List<T>泛型类,发现GetEnumerator是接口IEnumerable 的方法,方法里面代码如下即使返回一个Enumerator泛型类,然后传入的参数是List泛型自己 this。
public Enumerator<T> GetEnumerator() => new Enumerator<T>((List<T>) this);
接下来查看 Enumerator<T>类
[Serializable, StructLayout(LayoutKind.Sequential)]public struct Enumerator : IEnumerator<T>, IDisposable, IEnumerator{ private List<T> list; private int index; private int version; private T current; internal Enumerator(List<T> list) { this.list = list; this.index = 0; this.version = list._version; this.current = default(T); } public void Dispose() { } public bool MoveNext() { List<T> list = this.list; if ((this.version == list._version) && (this.index < list._size)) { this.current = list._items[this.index]; this.index++; return true; } return this.MoveNextRare(); } private bool MoveNextRare() { if (this.version != this.list._version) { ThrowHelper.ThrowInvalidOperationException(ExceptionResource.InvalidOperation_EnumFailedVersion); } this.index = this.list._size + 1; this.current = default(T); return false; } public T Current => this.current; object IEnumerator.Current { get { if ((this.index == 0) || (this.index == (this.list._size + 1))) { ThrowHelper.ThrowInvalidOperationException(ExceptionResource.InvalidOperation_EnumOpCantHappen); } return this.Current; } } void IEnumerator.Reset() { if (this.version != this.list._version) { ThrowHelper.ThrowInvalidOperationException(ExceptionResource.InvalidOperation_EnumFailedVersion); } this.index = 0; this.current = default(T); }}
我们看到这个Enumerator<T>泛型类实现了接口IEnumerator的方法,也就是我们测试的ForeachTest程序集反编译后IL代码中出现的get_Current() ,MoveNext() 方法。所以foreach实际上是编译器编译后先调用GetEnumerator方法返回Enumerator的实例,这个实例即使枚举器,枚举list里面的所有元素。通过MoveNext方法移动下标来查找下一个,get_Current方法获取当前查找到的元素。Reset方法重置下标。
于是我们可以写下面的代码来遍历list里面的值。
总结:foreach只是语法糖,封装了循环遍历简化代码,实际是使用一个枚举器类实现的。所以如果我们想自定义的集合类能够使用foreach遍历则:类实现接口IEnumerable,自定义一个枚举器类实现接口IEnumerator。
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