多次枚举期间调用了生成器方法两次

Question

多次枚举期间调用了生成器方法两次

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我正在尝试理解以下代码的行为原因：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
namespace ConsoleApplication
{
    internal class Program
    {
        private static IEnumerable<int> Foo()
        {
            Console.WriteLine("Hello world!");
            for (var i = 0; i < 10; i++)
                yield return i;
        }

        public static void Main(string[] args)
        {
            var x = Foo();

            var y = x.Take(3);
            foreach (var i in y)
                Console.WriteLine(i);

            var z = x.Skip(3);
            foreach (var i in z)
                Console.WriteLine(i);
        }
    }
}

在主函数中，我获得了一个名为x的新“生成器”（请原谅我使用python术语），然后尝试两次枚举它。第一次，我取前三个元素并将它们打印出来：我期望程序先打印“Hello world!”，然后打印从0到2的数字。第二次，我取相同的可枚举对象并跳过3个元素。我期望程序打印从6到9的数字，而不是首先打印“Hello world!”。

但是，第二次程序会再次打印“Hello world!”，然后从3开始枚举，一直到9。

我不明白：为什么Foo()被调用了两次？

编辑1：不是重复问题。链接的“重复”问题询问编写可枚举对象时的最佳实践，而我在这里遇到了消耗其值的问题。

编辑2：我接受了一个答案，它并不好，但包含了一个让我理解问题的参考链接。对我来说令人困惑的是foreach循环在枚举IEnumerable时的实际工作方式，因此我将在此解释它以供参考。

IEnumerable是值序列-底层实现无关紧要，只要它是可以按顺序给你值的东西即可。当您在其中使用foreach循环时，它会创建一个Enumerator对象，这是一个光标，用于跟踪循环到达的位置。

因此，第一次循环创建了第一个枚举器，该枚举器必须启动我的生成器方法并打印第一个字符串。

第二个循环无法拾取上一个枚举器（正如我所认为的那样）。相反，它实例化了第二个枚举器，该枚举器又重新启动了生成器，从而打印了第二个字符串。

对于任何阅读此内容的Pythonista，请注意，它与Python中生成器的工作方式完全相反（在其中重用可迭代对象不会重新启动它）。

- Michele Ippolito

可能是当返回一个IEnumerable时，有没有不使用“yield return”的理由？的重复问题。 - Fabiano

我不同意这是一个重复问题。那个问题询问编写可迭代对象的最佳实践；而我正在尝试理解为什么我的生成器会被重置，即使我并不希望它这样做。 - Michele Ippolito

x 在连续调用之间不保存状态，您始终会得到由 Foo() 生成的完整枚举（包括副作用）。 - Helmut D

@HelmutD，谢谢，那最终是原因。我来自Python，那里是生成器本身维护其状态。 - Michele Ippolito

2个回答

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因为它是 `IEnumerable`。这意味着每次调用时都会调用枚举器（您的方法）。如果您不希望它被调用两次，那么您应该将其实现： var x = Foo().ToArray();

- Pablo notPicasso

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可以查看英文原文，
原文链接

- JamesFaix · Accepted Answer

在C#中，当您在返回或>的方法或属性中使用yield关键字时，该方法（或属性）将成为惰性序列，它不仅返回列表或类似数组的结构，而且运行该方法直到第一个yield语句，然后暂停，直到从调用代码（您的Main方法）"拉取"下一个元素。

因此，当您编写x = Foo()时，您正在设置x等于每次循环时执行Foo的惰性序列。在Foo的主体中的任何副作用将在此状态机的每次迭代中执行一次。

Skip和Take都以惰性序列作为输入，然后根据需要yield return元素，从而产生新的惰性序列。因此，当您编写y = x.Take(3)时，那里没有迭代，但是当您对y进行foreach时，它将有效地执行Foo直到第三个yield语句。

Skip源代码： https://github.com/dotnet/corefx/blob/master/src/System.Linq/src/System/Linq/Skip.cs

同样地，z = x.Skip(3)将创建第三个惰性序列z，通过将x与Skip操作组合而成。这里不会立即迭代任何内容，但是当你对z进行foreach循环时，它将执行Foo的全部内容，但会“抛弃”前3个元素。

参见Jon Skeet的书籍：http://csharpindepth.com/Articles/Chapter6/IteratorBlockImplementation.aspx