C#中可枚举类型详解

枚举是迭代一个集合中的数据项的过程。

我们经常使用的大多数集合实际上都已经实现了枚举的接口ienumerable和ienumerator接口，这样才能使用foreach迭代，有些是含有某种抽象了枚举细节的接口：arraylist类型有索引，bitarray有get方法，哈希表和字典有键和值..........其实他们都已经实现了ienumerable和ienumerator接口。所以一切的集合和数组都可以用ienumerable或者ienumerable<t>接口来定义。

 ienumerable lists1 = new int[] { 3, 4, 5 };
      foreach(var val in lists1)
      {
        console.writeline(val);
      }
      ienumerable<int> lists2=new int[]{1,2,3};
      foreach(var val in lists2)
      {
        console.writeline(val);
      }

下面讲解一下 自己来定义可枚举类型（简单说就是自己定义的 ，可以进行foreach迭代的集合）：

因为枚举非常有好处，可以消除很多的错误，所以实现某种标准是有好处的。这种标准就是ienumerable和ienumerator接口，必须实现了它才能够使用foreach迭代，才能真正算是一个自己定义的，功能健全的集合。

我们自己建立的可枚举类型必须实现ienumerable和ienumerator接口（其实两者都有一个泛型实现）。

ienumerable接口含有一个方法，该方法返回一个枚举器对象，枚举器对象实现了ienumerator接口（实际上可以认为继承和实现了ienumerator的接口的类的对象就是枚举器对象），可以用它来进行迭代。

下面是两个接口的定义（系统早已经定义好）：

 public interface ienumerable
  {
    ienumerator getenumerator();
  }

该接口只有一个getenumerator的方法，返回一个枚举器，用于枚举集合中的元素。 

 public interface ienumerator
  {
    object current { get; };//current属性返回集合的当前元素
    bool movenext();    //将枚举移动到下一位
    void reset();     //使枚举回到开头
  }

凡是继承和实现了上面这个接口的类对象就是枚举器，可以利用上面的三个方法进行枚举，非常安全。不过需要自己在继承了接口的代码中去写实现过程。

一般的情况是：枚举器是枚举模式的一部分，通常被实现为枚举类型(继承ienumerable)的一个嵌套类(继承ienumerator)。嵌套类的好处就是可以访问外部类的私有成员，不破坏封装的原则。

下面我们自己来定义一个枚举类型，代码如下：

public class simplecollection :ienumerable
  {
    //定义一个数组的字段
    private object[] array;

    //定义一个构造函数
    public simplecollection(object []items)
    {
      array = items;
    }
    //实现ienumerable接口的getnumerator方法 该方法返回一个继承ienumerator接口的类的实例
    public  ienumerator getenumerator()
    {
      return  new enumerator(array);
    }
    //定义一个嵌套类来继承ienumerator的接口
    public class enumerator : ienumerator
    {
      //定义一个标记字段
      private int flag;
      //定义一个数组的字段
      private object[] elements = null;
      //定义一个构造函数
      public enumerator(object []items)
      {
        elements = items;
        flag = -1; //将标记位初始化
        
        //也可以采用下面的方法
        //elements = new object[items.length];
        //array.copy(items, elements, items.length);//此静态方法用于将一个数组中的元素复制到另外一个数组
      }
      //实现ienumerator接口的current属性; 此属性返回集合的当前元素，是只读的
      public object current
      {
        get
        {
          if (flag > elements.length - 1) throw new invalidoperationexception("枚举已经结束");
          else if (flag < 0) throw new invalidoperationexception("枚举尚未开始");
          else return elements[flag];
        }
      }
      //实现ienumerator接口的movenext方法 将枚举移动到下一位
      public bool movenext()
      {
        ++flag;
        if (flag > (elements.length - 1)) return false;
        else return true;
      }
      //实现ienumerator接口的reset方法 使枚举回到开头
      public void reset()
      {
        flag = -1;
      }
    }

下面来延时如何使用枚举类型：

//下面来看枚举类型的使用
      simplecollection collection = new simplecollection(new object[]{1,2,3,4,5});

      //使用方法
      //接口 变量名=继承了该接口的类的实例
      ienumerator enumrator = collection.getenumerator();

      while(enumrator.movenext())
      {
        
        console.writeline(enumrator.current);
      }
      console.readkey();

 simplecollection simple = new simplecollection(new object[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 });
      ienumerator enumerator = simple.getenumerator();
      while(enumerator.movenext())
      {
        console.writeline(enumerator.current);
      }
      //最重要的是，实现了那两个接口，我们就可以对我们的集合使用foreach迭代了，看下面
      foreach(var s in simple)
      {
        console.writeline(s);
      }

下面给出两个接口的泛型实现：

首先需要注意的是：

1.ienumerable<t>接口继承自ienumerable      两者具有相同接口，所以必须实现泛型和非泛型版本的geteumerator方法

2.ienumerator<t>接口继承自ienumerator和idisposable  需要多实现泛型和非泛型版本的current属性和idisposable接口的dispose方法。

代码如下：

////下面创建一个可枚举的泛类型
  //首先该类型必须要继承ienumerable<t>接口
  //因为ienumerable<t>接口继承ienumerable接口 所以必须同时实现泛型和非泛型的getenumerator方法
  public class simplecollection<t> : ienumerable<t>
  {
    private t[] array;
    public simplecollection(t[] items)
    {
      array = items;
     
    }
    //实现ienumerable<t>接口的getnumerator方法 该方法返回一个继承ienumerator接口的类的实例
    public ienumerator<t> getenumerator()
    {
      return new enumerator<t>(array);//这步需要重视
    }
    //为了避免混淆 在此显式实现非泛型的接口
    ienumerator ienumerable.getenumerator()
    {
      return new enumerator<t>(array);//这步需要重视
    }

    //定义一个嵌套类来继承ienumerator<t>的接口
    //ienumerator<t>接口继承自idisposable和ienumerator接口
    //该接口的唯一成员是current属性 但是同时也要实现其非泛型版本！！！
    //另外还需要实现idisposable的dispose方法和ienumerator的两个方法
    public class enumerator<_t> : ienumerator<_t>
    {
      private int flag;
      private _t[] elements = null;
      public enumerator(_t[] items)
      {
        elements = items;
        flag = -1;
      }
      //实现ienumerator<t>接口的current属性; 此属性返回集合的当前元素，是只读的
      public _t current
      {
        get
        {
          if (flag > elements.length - 1) throw new invalidoperationexception("枚举已经结束");
          else if (flag < 0) throw new invalidoperationexception("枚举尚未开始");
          else return elements[flag];
        }
      }
      //为了避免混淆  显示实现ienumerator接口的current属性
      object ienumerator.current
      {
        get { return current; } //直接返回上面的泛型属性 比较经典
      }

      //实现idisposable接口的dispose方法 支持确定性垃圾回收 将枚举数的状态设置为after 也就是把标记位设为最大索引+1
      public void dispose()
      {
        flag = elements.length + 1;
      }

      //实现ienumerator接口的movenext方法 将枚举移动到下一位
      public bool movenext()
      {
        ++flag;
        if (flag > (elements.length - 1)) return false;
        else return true;
      }
      //实现ienumerator接口的reset方法 使枚举回到开头
      public void reset()
      {
        flag = -1;
      }
    }

怎么使用呢：

   simplecollection<string> colletion = new simplecollection<string>(new string[] { "ranran", "huaran" });
      ienumerator<string> enumorator = colletion.getenumerator();
      while(enumorator.movenext())
      {
        console.writeline(enumorator.current);
      }
      foreach(var v in colletion)
      {
        console.writeline(v);
      }
      console.readkey();

还可以直接使用迭代器：
使用迭代器是另一种完全实现上面两个接口的方案，这是最为简便和可读的方法

而且使用迭代器可以很方便和快捷的设置各种枚举情况 如双重的迭代 反向的迭代 临时的集合和负责迭代等等 比上面的实现更为简单

迭代的关键字是yield 需要依靠一个迭代器块（注意是循环+yield  return，或者 yiled break)

 public class mycollection:ienumerable
  {
    private object[] array;
    public mycollection(object []items)
    {
      array = items;
    }
    public ienumerator getenumerator() //实现都可以依靠编译器去完成
    {
      //foreach (object v in array)
      //{
      //  yield return v;
      //}

      //关键字是yield 并不是foreach 我们也可以按照下面这个方法进行实现
      for(int i=0;i<array.length;i++)
      {
        yield return array[i];
      }
      //当然其它的while循环也可以。。
    }
  }
//实现：
mycollection collection = new mycollection(new object[] { 1, 2, 3 });
      foreach(var v in collection)
      {
        console.writeline(v);
      }

可以自己设置迭代的情况：

   public class mycollection2:ienumerable
  {
     private object[] array;
     public mycollection2(object []items)
    {
      array = items;
    }
    //可以在迭代器块中设置迭代的实现情况 即具体迭代多少个元素
    //比如我们只想迭代4个元素
    public ienumerator getenumerator()
     {
       int count = 0;//设计一个标记位
      foreach(object item in array)
      {
        ++count;
        yield return item;
        if (count == 4) yield break; //break关键字 退出迭代 实际上迭代在实现当中就是一个循环 利用break跳出也合情合理
      }
     }
   
  }


//////
 mycollection2 collection2 = new mycollection2(new object[]{4,5,6,7,8});
      //它就只会输出4，5，6，7
      foreach (var v in collection2)
      {
        console.writeline(v);
      }

双重迭代：

 /// <summary>
  /// 下面演示双重迭代 即一次可以迭代两个集合中的元素
  /// </summary>
  public class mycolletion3:ienumerable
  {
    private object[] list1;
    public string[] list2;
    public mycolletion3(object []items1,string []items2)
    {
      this.list1 = items1;
      this.list2 = items2;
    }
    //下面进行双重迭代
    public ienumerator getenumerator()
    {
      //关键代码
      for(int index=0;index<(list1.length>list2.length?list2.length:list1.length);index++)
      {
        yield return list1[index];
        yield return list2[index];
      }
    }
  }
////////
 mycolletion3 collection3 = new mycolletion3(new object[] { 1, 2, 3, 5.5 }, new string[] { "ranran", "chengdu", "四川" });
      foreach(var v in collection3)
      {
        console.writeline(v);
      }
      //迭代结果是1 ranran 2 chengdu 3 四川

反向迭代：依靠reverse属性

  /// <summary>
  /// 下面演示反向迭代 说白了就是迭代是从后面开始的 反向迭代器是在reverse属性当中实现的
  /// </summary>
  public class mycolletion4:ienumerable
  {
    private object[] items;
    public mycolletion4(object []temps)
    {
      this.items = temps;
    }
    //一般的正向迭代
    public ienumerator getenumerator()
    {
      for(int index=0;index<items.length;index++)
      {
        yield return items[index];
      }
    }
    //实现反向迭代
    public ienumerable reverse //注意返回ienumerable对象
    {
      get
      {
        for (int index = items.length - 1; index > -1; index--)
        {
          yield return items[index];
        }
      }
    }
  }
////
 mycolletion4 collection4 = new mycolletion4(new object[] { 1, 2, 3, 4 });
      foreach (var v in collection4)
      {
        console.writeline(v);
      }
      //反向迭代
      foreach(var v in collection4.reverse)
      {
        console.writeline(v);
      }
      //迭代结果是 4 3 2 1

当然也有一个临时集合，顺便补充一下，迭代和枚举实现的方案很多，一个返回ienumerable的方法中加上迭代器块也是一个迭代集合

具体看下面的代码

 //还有一种最为简单的迭代 就是一个返回ienumerable对象的方法 在这方法中写上迭代器
    //在此补充一个临时集合 关键看代码怎么写(以枚举当前月份的日期为列子）
    public static ienumerable getmonthdate()
    {
      datetime dt = datetime.now;
      int currentmonth = dt.month;
      while(currentmonth==dt.month)
      {
        string temp = currentmonth.tostring() + "/" + dt.day.tostring();
        dt = dt.adddays(1);
        yield return temp;
      }
    }

///实现
foreach(var v in getmonthdate())
      {
        console.writeline(v);
      }

这儿 我作为一个新手自己给自己总结一下可枚举类型和接口的含义：

可枚举类型（集合&数组等）：

              在实际开发当中，可以自己去定义一些与集合差不多的类型，对该类型的元素的访问，用一般的while,for循环比较不方便，我们需要自己去定义一个枚举器。

              枚举类型(继承ienumerable接口）：包括一个集合元素和一个枚举器。

              枚举器是枚举类型当中的一个嵌套类（继承了ienumerator接口）:具体实现见上。

              /////// 这样便可以让自定义的可枚举类型实现foreach迭代。

              当然也可以直接利用迭代来实现上面两个接口。//////

接口：是一种标准，它给出了一种约束和引导，需要我们去写代码实现它。虽然看上去多次一举，不过在后面对类的实例的使用中非常方便。

 以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。