C#中foreach循环中如何调用GetEnumerator方法？

Question

我正在学习迭代器模式，当我遇到样例代码中的逻辑时有些困惑。

class MonthCollection : IEnumerable
        {

          public string[] months = {
"January", "February", "March", "April", "May", "June",
"July", "August", "September", "October", "November", "December"};

            public IEnumerator GetEnumerator()
            {
                // Generates values from the collection
                foreach (string element in months)
                    yield return element;
            }
        }

        static void Main()
        {

            MonthCollection collection = new MonthCollection();
            // Consumes values generated from collection's GetEnumerator method
            foreach (string n in collection)
                Console.Write(n + " ");
            Console.WriteLine("\n");
        }

在这段代码中，访问数组字符串的常规方式是在foreach语句中调用months变量，如下所示： MonthCollection collection = new MonthCollection();
foreach (string n in collection.months){ } 但我不理解为什么foreach可以直接访问集合而不需要直接调用months变量。 MonthCollection collection = new MonthCollection();
foreach (string n in collection){} 更新1：

我不明白的是，在上述类中如何访问变量months而不是直接调用它。

static void Main()
        {

            MonthCollection collection = new MonthCollection();
            // Consumes values generated from collection's GetEnumerator method
            foreach (string n in collection.months)
                Console.Write(n + " ");
            Console.WriteLine("\n");
        }

不是像这样

 MonthCollection collection = new MonthCollection();
               method
                foreach (string n in collection)
                    Console.Write(n + " ");
                Console.WriteLine("\n");

- Lijin Durairaj

Answer 1

foreach循环不需要集合，只需要一个对象，该对象具有返回IEnumerator的GetEnumerator()方法，该方法在您的情况下随IEnumerable实现一起出现。

C#编译器产生剩余的“魔法”——一个隐藏的临时变量用于引用枚举器对象，用于开始枚举的代码、获取每个项的代码以及查看枚举何时结束的代码。

在您的情况下，C#依靠您的实现使用另一部分“魔法”——yield return结构来访问months数组的内容。这种结构使您能够实现GetEnumerator()而无需编写单独的类。该结构被转换为一个带有状态机的类，让您可以从循环的中间“返回”对象，然后在请求迭代器的下一个项时重新启动。

从yield return返回的对象不必来自集合。您甚至可以将来自集合的对象与其他对象混合使用，例如：

public IEnumerator GetEnumerator() {
    // Generates values from the collection
    foreach (string element in months) {
        yield return element + " will start soon!";
        yield return element;
        yield return element + " has ended.";
    }
}

foreach 循环通过实现 GetEnumerator() 方法的代码间接访问变量 months。

- Sergey Kalinichenko

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你的意思是说，如果在一个类中发现GetEnumerator()方法，C#编译器会自动调用它，而不需要用户显式地调用变量。例如，如果我在Class A中有一个公共属性，并且想要调用该公共属性，则可以这样调用：new A().Name; 但是没有必要显式地调用GetEnumerator()方法，这一切都由C#编译器完成，对吗？ - Lijin Durairaj

@LijinJohn C#编译器要求in右侧的对象必须是IEnumerable的实现，否则会在编译时出错。foreach通过调用GetEnumerator()获取枚举器，因为它知道类型检查已经成功。这是C#中使用库定义的类进行代码生成的一部分“魔法”。 - Sergey Kalinichenko

我的问题是，在这个例子中： MonthCollection collection = new MonthCollection();foreach (string n in collection) Console.Write(n + " "); Console.WriteLine("\n");我没有调用GetEnumerator()方法，我只是调用了对象，那么foreach循环如何访问集合？ - Lijin Durairaj

它不需要实现 IEnumerable 就可以在 foreach 中使用。只需具有 public TSomething GetEnumerator()，其中 TSomething 具有 public TElement Current { get; } 和 public bool MoveNext() 即可让 foreach 正常工作。 - user4003407

@dasblinkenlight非常感谢您，您帮助我更好地理解了它。 - Lijin Durairaj