C# 9 新特性 —— 增強的 foreach

2020 年 12 月 28 日
筆記
.NET, c#

C# 9 新特性 —— 增強的 `foreach`

Intro

在 C# 9 中增強了 foreach 的使用，使得一切對象都有 foreach 的可能

我們來看一段程式碼，這裡我們試圖遍歷一個 int 類型的值

思考一下，我們可以怎麼做使得上面的程式碼編譯通過呢？

迭代器模式

迭代器模式，提供一種方法順序訪問一個聚合對象中的各個元素，而又不暴露該對象的內部表示。

迭代器模式是分離了集合對象的遍歷行為，抽象出一個迭代器類來負責，這樣既可以做到不暴露集合的內部結構，又可以讓外部程式碼透明地訪問集合內部的數據。

foreach 其實是一個迭代器模式的語法糖，用來遍歷一個集合中的數據，foreach 可以使用 while 來實現，比如下面這個示例：

var enumerable = Enumerable.Range(1, 10).ToArray();
foreach (var i in enumerable)
{
    Console.WriteLine(i);
}

使用 while 重寫之後類似下面這樣的程式碼：

var enumerator = enumerable.GetEnumerator();
while (enumerator.MoveNext())
{
    Console.WriteLine(enumerator.Current);
}

c# 中的集合基本都實現了迭代器模式，可以直接使用 foreach 來遍歷，對於自定義的類型想要支援 foreach 可以實現 IEnumerable 或 IEnumerable<T>，對於沒有實現迭代器的程式碼，是不是可以用 foreach 呢

Enumerator

我們再來看開篇提到的問題，怎麼實現支援 foreach 呢

從上面 VS 的提示我們可以看得出來，如果一個類型想要支援 foreach，有三種方式可以實現：

實現 IEnumerable
實現 IEnmuerable<T>
添加 GetEnumerator 方法，方法返回值類型需要有 Current 屬性和 MoveNext 方法，可以參考這個 IEnumerator，返回類型可以直接實現 IEnumerator 或 IEnumerator<T>

那麼如果是一個別人封裝的類型，能否支援 foreach 呢，從 C# 9 之後就可以了，可以添加一個 GetEnumerator 的擴展方法，類似於下面

public static class ForEachExtensions
{
    public static IEnumerator<char> GetEnumerator(this int num)
    {
        return num.ToString().GetEnumerator();
    }
}

此時如果是使用 C# 9 就可以編譯通過了，如果手動設置了 LangVersion，需要修改為 9，否則會得到類似下面這樣的錯誤

添加使用擴展方法，並啟用 C# 9 語法：

有了這個功能之後，一切類型都是可以 foreach 的，沒有實現迭代器模式的類型，只需要實現一個擴展方法就可以了

迎接 C# 9 ，萬物皆可 foreach ~~

Reference

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