C# 基础小学问之yield 关键字_C#

C# 基础小知识之yield 关键字

对于yield关键字我们首先看一下msdn的解释：

如果你在语句中使用 yield 关键字，则意味着它在其中出现的方法、运算符或 get 访问器是迭代器。通过使用 yield 定义迭代器，可在实现自定义集合类型的 IEnumerable 和 IEnumerator 模式时无需其他显式类（保留枚举状态的类，有关示例，请参阅 IEnumerator<T>）。

yield是一个语法糖

看msdn 的解释总是让人感觉生硬难懂。其实yield关键字很好理解。首先我们对于性质有个了解。yield是一个语法糖。既然yield是在C#中的一个语法糖，那么就说明yield是对一种复杂行为的简化，就是将一段代码简化为一种简单的形式，方便我们程序员使用。

那么yield到底是对什么行为的简化。我们首先来看一下yield的使用场景。

还是来看msdn上的例子。

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;namespace ConsoleApplication2{    class Program    {        static void Main(string[] args)        {                     foreach (int i in Power(2, 8, ""))            {                Console.Write("{0} ", i);            }            Console.ReadKey();        }        public static IEnumerable<int> Power(int number, int exponent, string s)        {            int result = 1;            for (int i = 0; i < exponent; i++)            {                result = result * number;                yield return result;            }            yield return 3;            yield return 4;            yield return 5;        }    }}

这是msdn上yield的一种使用场景。

我们首先看一下下面的Power方法。该静态方法返回一个IEnumerablel<int>类型的参数。按照我们平常的做法。应该对数据执行一定操作，然后return一个IEnumerablel<int>类型的参数。我们把Power方法改造如下：

 public static IEnumerable<int> Power(int number, int exponent, string s)        {            int result = 1;            //接口不能实例化，我们这儿new一个实现了IEnumerable接口的List            IEnumerable<int> example = new List<int>();            for (int i = 0; i < exponent; i++)            {                result = result * number;                (example as List<int>).Add(result);            }            return example;        }

这是我们平常的思路。但是这样做就有个问题。这儿要new一个List,或者任何实现了IEnumerable接口的类型。这样也太麻烦了吧。要知道IEnumerable是一个常用的返回类型。每次使用都要new一个LIst,或者其他实现了该接口的类型。与其使用其他类型，不如我们自己定制一个实现了IEnumerable接口专门用来返回IEnumerable类型的类型。我们自己定制也很麻烦。所以微软帮我们定制好了。这个类是什么，那就是yield关键字这个语法糖。

语法糖的实现（实现IEnumerable<T>接口的类）

我们来看一下yield的反编译代码。

namespace ConsoleApplication2{    using System;    using System.Collections;    using System.Collections.Generic;    using System.Diagnostics;    using System.Runtime.CompilerServices;    internal class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            IEnumerable<int> enumerable = Power(2, 8);            Console.WriteLine("Begin to iterate the collection.");            foreach (int num in Power(2, 8))            {                Console.Write("{0} ", num);            }            Console.ReadKey();        }        public static IEnumerable<int> Power(int number, int exponent)        {            <Power>d__0 d__ = new <Power>d__0(-2);            d__.<>3__number = number;            d__.<>3__exponent = exponent;            return d__;        }        [CompilerGenerated]        private sealed class <Power>d__0 : IEnumerable<int>, IEnumerable, IEnumerator<int>, IEnumerator, IDisposable        {            private int <>1__state;            private int <>2__current;            public int <>3__exponent;            public int <>3__number;            private int <>l__initialThreadId;            public int <result>5__1;            public int exponent;            public int number;            [DebuggerHidden]            public <Power>d__0(int <>1__state)            {                this.<>1__state = <>1__state;                this.<>l__initialThreadId = Environment.CurrentManagedThreadId;            }            private bool MoveNext()            {                switch (this.<>1__state)                {                    case 0:                        this.<>1__state = -1;                        this.<result>5__1 = 1;                        Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems() method");                        this.<>2__current = 3;                        this.<>1__state = 1;                        return true;                    case 1:                        this.<>1__state = -1;                        this.<>2__current = 4;                        this.<>1__state = 2;                        return true;                    case 2:                        this.<>1__state = -1;                        this.<>2__current = 5;                        this.<>1__state = 3;                        return true;                    case 3:                        this.<>1__state = -1;                        break;                }                return false;            }            [DebuggerHidden]            IEnumerator<int> IEnumerable<int>.GetEnumerator()            {                Program.<Power>d__0 d__;                if ((Environment.CurrentManagedThreadId == this.<>l__initialThreadId) && (this.<>1__state == -2))                {                    this.<>1__state = 0;                    d__ = this;                }                else                {                    d__ = new Program.<Power>d__0(0);                }                d__.number = this.<>3__number;                d__.exponent = this.<>3__exponent;                return d__;            }            [DebuggerHidden]            IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()            {                return this.System.Collections.Generic.IEnumerable<System.Int32>.GetEnumerator();            }            [DebuggerHidden]            void IEnumerator.Reset()            {                throw new NotSupportedException();            }            void IDisposable.Dispose()            {            }            int IEnumerator<int>.Current            {                [DebuggerHidden]                get                {                    return this.<>2__current;                }            }            object IEnumerator.Current            {                [DebuggerHidden]                get                {                    return this.<>2__current;                }            }        }    }}

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反编译代码有三部分，其中程序的入口点 private static void Main(string[] args) Power方法 public static IEnumerable<int> Power(int number, int exponent) 和我们自己写的代码一样，但是反编译代码中还多了一个密封类

private sealed class <Power>d__0 : IEnumerable<int>, IEnumerable, IEnumerator<int>, IEnumerator, IDisposable

现在情况已经明了了。yield这个语法糖实现了一个实现 IEnumerable<int>接口的类来返回我们需要到 IEnumerable<int>类型的数据。

我们再看一下反编译后的Power方法

 public static IEnumerable<int> Power(int number, int exponent)        {            <Power>d__0 d__ = new <Power>d__0(-2);            d__.<>3__number = number;            d__.<>3__exponent = exponent;            return d__;        }

此时就确认，的确是使用了实现枚举接口的类来返回我们需要的数据类型。

每次yield return <expression>;就会像该类的实例中添加一条数据。当yield break;的时候停止添加。

至此yield的用法就很清楚了。当我们需要返回IEnumerable类型的时候，直接yield返回数据就可以了。也不用new一个list,或其他类型。所以yield是一个典型的语法糖。

yield使用中的特殊情况

我们看到编译器将我们yield的数据添加到了一个集合中。Power方法在编译器中实例化了一个实现枚举接口的类型。但是我们在Power方法中写一些方法，编译器会如何处理

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;namespace ConsoleApplication2{    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            //这儿调用了方法。            var test = Power(2, 8, "");            Console.WriteLine("Begin to iterate the collection.");            //Display powers of 2 up to the exponent of 8:            foreach (int i in Power(2, 8, ""))            {                Console.Write("{0} ", i);            }            Console.ReadKey();        }        public static IEnumerable<int> Power(int number, int exponent, string s)        {            int result = 1;            if (string.IsNullOrEmpty(s))            {                //throw new Exception("这是一个异常");                Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems() method");            }            for (int i = 0; i < exponent; i++)            {                result = result * number;                yield return result;            }            yield return 3;            yield return 4;            yield return 5;        }    }}

按照我们的理解当我们 var test = Power(2, 8, "");的时候确实调用了Power方法。此时应该程序打印Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems() method");然后继续执行 Console.WriteLine("Begin to iterate the collection.");方法。所以打印顺序应该是

Begin to invoke GetItems() method

Begin to iterate the collection.

但是我们运行的时候却发现

打印顺序和我们想象的不同。此时还是去看反编译代码。

namespace ConsoleApplication2{    using System;    using System.Collections;    using System.Collections.Generic;    using System.Diagnostics;    using System.Runtime.CompilerServices;    internal class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            IEnumerable<int> enumerable = Power(2, 8, "");            Console.WriteLine("Begin to iterate the collection.");            foreach (int num in Power(2, 8, ""))            {                Console.Write("{0} ", num);            }            Console.ReadKey();        }        public static IEnumerable<int> Power(int number, int exponent, string s)        {            <Power>d__0 d__ = new <Power>d__0(-2);            d__.<>3__number = number;            d__.<>3__exponent = exponent;            d__.<>3__s = s;            return d__;        }        [CompilerGenerated]        private sealed class <Power>d__0 : IEnumerable<int>, IEnumerable, IEnumerator<int>, IEnumerator, IDisposable        {            private int <>1__state;            private int <>2__current;            public int <>3__exponent;            public int <>3__number;            public string <>3__s;            private int <>l__initialThreadId;            public int <i>5__2;            public int <result>5__1;            public int exponent;            public int number;            public string s;            [DebuggerHidden]            public <Power>d__0(int <>1__state)            {                this.<>1__state = <>1__state;                this.<>l__initialThreadId = Environment.CurrentManagedThreadId;            }            private bool MoveNext()            {                switch (this.<>1__state)                {                    case 0:                        this.<>1__state = -1;                        this.<result>5__1 = 1;                        if (string.IsNullOrEmpty(this.s))                        {                            Console.WriteLine("Begin to invoke GetItems() method");                        }                        this.<i>5__2 = 0;                        while (this.<i>5__2 < this.exponent)                        {                            this.<result>5__1 *= this.number;                            this.<>2__current = this.<result>5__1;                            this.<>1__state = 1;                            return true;                        Label_009D:                            this.<>1__state = -1;                            this.<i>5__2++;                        }                        this.<>2__current = 3;                        this.<>1__state = 2;                        return true;                    case 1:                        goto Label_009D;                    case 2:                        this.<>1__state = -1;                        this.<>2__current = 4;                        this.<>1__state = 3;                        return true;                    case 3:                        this.<>1__state = -1;                        this.<>2__current = 5;                        this.<>1__state = 4;                        return true;                    case 4:                        this.<>1__state = -1;                        break;                }                return false;            }            [DebuggerHidden]            IEnumerator<int> IEnumerable<int>.GetEnumerator()            {                Program.<Power>d__0 d__;                if ((Environment.CurrentManagedThreadId == this.<>l__initialThreadId) && (this.<>1__state == -2))                {                    this.<>1__state = 0;                    d__ = this;                }                else                {                    d__ = new Program.<Power>d__0(0);                }                d__.number = this.<>3__number;                d__.exponent = this.<>3__exponent;                d__.s = this.<>3__s;                return d__;            }            [DebuggerHidden]            IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()            {                return this.System.Collections.Generic.IEnumerable<System.Int32>.GetEnumerator();            }            [DebuggerHidden]            void IEnumerator.Reset()            {                throw new NotSupportedException();            }            void IDisposable.Dispose()            {            }            int IEnumerator<int>.Current            {                [DebuggerHidden]                get                {                    return this.<>2__current;                }            }            object IEnumerator.Current            {                [DebuggerHidden]                get                {                    return this.<>2__current;                }            }        }    }}

View Code

我们看到Power方法

 public static IEnumerable<int> Power(int number, int exponent, string s)        {            <Power>d__0 d__ = new <Power>d__0(-2);            d__.<>3__number = number;            d__.<>3__exponent = exponent;            d__.<>3__s = s;            return d__;        }

还是还我们没有加打印方法之前一样。我们的打印方法并没有出现在Power方法中，而是被封装进了实现枚举接口的类方法 private bool MoveNext()中。所以方法不会立即被执行，而是在我们使用数据的时候被执行。如果对此机制不了解，就容易出现另外一些意想不到的问题。例如在Power方法中添加一些验证程序，如果不符合条件就抛出一个异常。这样的异常检查不会被执行。只有我们使用数据的时候才会执行。这样就失去了检查数据的意义。

具体的例子可以看Artech博主的文章

另外使用yield还有一些注意事项：

你不能在具有以下特点的方法中包含 yield return 或 yield break 语句：

匿名方法。有关详细信息，请参阅匿名方法（C# 编程指南）。
包含不安全的块的方法。有关详细信息，请参阅unsafe（C# 参考）。

异常处理

不能将 yield return 语句置于 try-catch 块中。可将 yield return 语句置于 try-finally 语句的 try 块中。

yield break 语句可以位于 try 块或 catch 块，但不能位于 finally 块。

如果 foreach 主体（在迭代器方法之外）引发异常，则将执行迭代器方法中的 finally 块。

本文地址：http://www.cnblogs.com/santian/p/4389675.html

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1楼要有好的心情: 学习了