C#中可枚舉類型詳解

枚舉是迭代一個(gè)集合中的數(shù)據(jù)項(xiàng)的過程。

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我們經(jīng)常使用的大多數(shù)集合實(shí)際上都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了枚舉的接口IEnumerable和IEnumerator接口，這樣才能使用foreach迭代，有些是含有某種抽象了枚舉細(xì)節(jié)的接口：ArrayList類型有索引，BitArray有Get方法，哈希表和字典有鍵和值..........其實(shí)他們都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了IEnumerable和IEnumerator接口。所以一切的集合和數(shù)組都可以用IEnumerable或者IEnumerable<T>接口來定義。

 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);
      }

下面講解一下自己來定義可枚舉類型（簡單說就是自己定義的，可以進(jìn)行foreach迭代的集合）：

因?yàn)槊杜e非常有好處，可以消除很多的錯(cuò)誤，所以實(shí)現(xiàn)某種標(biāo)準(zhǔn)是有好處的。這種標(biāo)準(zhǔn)就是IEnumerable和IEnumerator接口，必須實(shí)現(xiàn)了它才能夠使用foreach迭代，才能真正算是一個(gè)自己定義的，功能健全的集合。

我們自己建立的可枚舉類型必須實(shí)現(xiàn)IEnumerable和IEnumerator接口（其實(shí)兩者都有一個(gè)泛型實(shí)現(xiàn)）。

IEnumerable接口含有一個(gè)方法，該方法返回一個(gè)枚舉器對(duì)象，枚舉器對(duì)象實(shí)現(xiàn)了IEnumerator接口（實(shí)際上可以認(rèn)為繼承和實(shí)現(xiàn)了IEnumerator的接口的類的對(duì)象就是枚舉器對(duì)象），可以用它來進(jìn)行迭代。

下面是兩個(gè)接口的定義（系統(tǒng)早已經(jīng)定義好）：

 public interface IEnumerable
  {
    IEnumerator GetEnumerator();
  }

該接口只有一個(gè)GetEnumerator的方法，返回一個(gè)枚舉器，用于枚舉集合中的元素。

 public interface IEnumerator
  {
    object Current { get; };//Current屬性返回集合的當(dāng)前元素
    bool MoveNext();    //將枚舉移動(dòng)到下一位
    void Reset();     //使枚舉回到開頭
  }

凡是繼承和實(shí)現(xiàn)了上面這個(gè)接口的類對(duì)象就是枚舉器，可以利用上面的三個(gè)方法進(jìn)行枚舉，非常安全。不過需要自己在繼承了接口的代碼中去寫實(shí)現(xiàn)過程。

一般的情況是：枚舉器是枚舉模式的一部分，通常被實(shí)現(xiàn)為枚舉類型(繼承IEnumerable)的一個(gè)嵌套類(繼承IEnumerator)。嵌套類的好處就是可以訪問外部類的私有成員，不破壞封裝的原則。

下面我們自己來定義一個(gè)枚舉類型，代碼如下：

public class SimpleCollection :IEnumerable
  {
    //定義一個(gè)數(shù)組的字段
    private object[] array;

    //定義一個(gè)構(gòu)造函數(shù)
    public SimpleCollection(object []items)
    {
      array = items;
    }
    //實(shí)現(xiàn)IEnumerable接口的GetNumerator方法 該方法返回一個(gè)繼承IEnumerator接口的類的實(shí)例
    public  IEnumerator GetEnumerator()
    {
      return  new Enumerator(array);
    }
    //定義一個(gè)嵌套類來繼承IEnumerator的接口
    public class Enumerator : IEnumerator
    {
      //定義一個(gè)標(biāo)記字段
      private int flag;
      //定義一個(gè)數(shù)組的字段
      private object[] elements = null;
      //定義一個(gè)構(gòu)造函數(shù)
      public Enumerator(object []items)
      {
        elements = items;
        flag = -1; //將標(biāo)記位初始化
        
        //也可以采用下面的方法
        //elements = new object[items.Length];
        //Array.Copy(items, elements, items.Length);//此靜態(tài)方法用于將一個(gè)數(shù)組中的元素復(fù)制到另外一個(gè)數(shù)組
      }
      //實(shí)現(xiàn)IEnumerator接口的Current屬性; 此屬性返回集合的當(dāng)前元素，是只讀的
      public object Current
      {
        get
        {
          if (flag > elements.Length - 1) throw new InvalidOperationException("枚舉已經(jīng)結(jié)束");
          else if (flag < 0) throw new InvalidOperationException("枚舉尚未開始");
          else return elements[flag];
        }
      }
      //實(shí)現(xiàn)IEnumerator接口的MoveNext方法 將枚舉移動(dòng)到下一位
      public bool MoveNext()
      {
        ++flag;
        if (flag > (elements.Length - 1)) return false;
        else return true;
      }
      //實(shí)現(xiàn)IEnumerator接口的Reset方法 使枚舉回到開頭
      public void Reset()
      {
        flag = -1;
      }
    }

下面來延時(shí)如何使用枚舉類型：

//下面來看枚舉類型的使用
      SimpleCollection collection = new SimpleCollection(new object[]{1,2,3,4,5});

      //使用方法
      //接口 變量名=繼承了該接口的類的實(shí)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，實(shí)現(xiàn)了那兩個(gè)接口，我們就可以對(duì)我們的集合使用foreach迭代了，看下面
      foreach(var s in simple)
      {
        Console.WriteLine(s);
      }

下面給出兩個(gè)接口的泛型實(shí)現(xiàn)：

首先需要注意的是：

1.IEnumerable<T>接口繼承自IEnumerable 兩者具有相同接口，所以必須實(shí)現(xiàn)泛型和非泛型版本的GetEumerator方法

2.IEnumerator<T>接口繼承自IEnumerator和IDisposable 需要多實(shí)現(xiàn)泛型和非泛型版本的Current屬性和IDisposable接口的Dispose方法。

代碼如下：

////下面創(chuàng)建一個(gè)可枚舉的泛類型
  //首先該類型必須要繼承IEnumerable<T>接口
  //因?yàn)镮Enumerable<T>接口繼承IEnumerable接口 所以必須同時(shí)實(shí)現(xiàn)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;
     
    }
    //實(shí)現(xiàn)IEnumerable<T>接口的GetNumerator方法 該方法返回一個(gè)繼承IEnumerator接口的類的實(shí)例
    public IEnumerator<T> GetEnumerator()
    {
      return new Enumerator<T>(array);//這步需要重視
    }
    //為了避免混淆 在此顯式實(shí)現(xiàn)非泛型的接口
    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
    {
      return new Enumerator<T>(array);//這步需要重視
    }

    //定義一個(gè)嵌套類來繼承IEnumerator<T>的接口
    //IEnumerator<T>接口繼承自IDisposable和IEnumerator接口
    //該接口的唯一成員是Current屬性 但是同時(shí)也要實(shí)現(xiàn)其非泛型版本！?。?    //另外還需要實(shí)現(xiàn)IDisposable的Dispose方法和IEnumerator的兩個(gè)方法
    public class Enumerator<_T> : IEnumerator<_T>
    {
      private int flag;
      private _T[] elements = null;
      public Enumerator(_T[] items)
      {
        elements = items;
        flag = -1;
      }
      //實(shí)現(xiàn)IEnumerator<T>接口的Current屬性; 此屬性返回集合的當(dāng)前元素，是只讀的
      public _T Current
      {
        get
        {
          if (flag > elements.Length - 1) throw new InvalidOperationException("枚舉已經(jīng)結(jié)束");
          else if (flag < 0) throw new InvalidOperationException("枚舉尚未開始");
          else return elements[flag];
        }
      }
      //為了避免混淆  顯示實(shí)現(xiàn)IEnumerator接口的Current屬性
      object IEnumerator.Current
      {
        get { return Current; } //直接返回上面的泛型屬性 比較經(jīng)典
      }

      //實(shí)現(xiàn)IDisposable接口的Dispose方法 支持確定性垃圾回收 將枚舉數(shù)的狀態(tài)設(shè)置為after 也就是把標(biāo)記位設(shè)為最大索引+1
      public void Dispose()
      {
        flag = elements.Length + 1;
      }

      //實(shí)現(xiàn)IEnumerator接口的MoveNext方法 將枚舉移動(dòng)到下一位
      public bool MoveNext()
      {
        ++flag;
        if (flag > (elements.Length - 1)) return false;
        else return true;
      }
      //實(shí)現(xiàn)IEnumerator接口的Reset方法 使枚舉回到開頭
      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();

還可以直接使用迭代器：
使用迭代器是另一種完全實(shí)現(xiàn)上面兩個(gè)接口的方案，這是最為簡便和可讀的方法

而且使用迭代器可以很方便和快捷的設(shè)置各種枚舉情況如雙重的迭代反向的迭代臨時(shí)的集合和負(fù)責(zé)迭代等等比上面的實(shí)現(xiàn)更為簡單

迭代的關(guān)鍵字是yield 需要依靠一個(gè)迭代器塊（注意是循環(huán)+yield return，或者 yiled break)

 public class MyCollection:IEnumerable
  {
    private object[] array;
    public MyCollection(object []items)
    {
      array = items;
    }
    public IEnumerator GetEnumerator() //實(shí)現(xiàn)都可以依靠編譯器去完成
    {
      //foreach (object v in array)
      //{
      //  yield return v;
      //}

      //關(guān)鍵字是yield 并不是foreach 我們也可以按照下面這個(gè)方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)
      for(int i=0;i<array.Length;i++)
      {
        yield return array[i];
      }
      //當(dāng)然其它的while循環(huán)也可以。。
    }
  }
//實(shí)現(xiàn)：
MyCollection collection = new MyCollection(new object[] { 1, 2, 3 });
      foreach(var v in collection)
      {
        Console.WriteLine(v);
      }

可以自己設(shè)置迭代的情況：

   public class MyCollection2:IEnumerable
  {
     private object[] array;
     public MyCollection2(object []items)
    {
      array = items;
    }
    //可以在迭代器塊中設(shè)置迭代的實(shí)現(xiàn)情況 即具體迭代多少個(gè)元素
    //比如我們只想迭代4個(gè)元素
    public IEnumerator GetEnumerator()
     {
       int count = 0;//設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)記位
      foreach(object item in array)
      {
        ++count;
        yield return item;
        if (count == 4) yield break; //break關(guān)鍵字 退出迭代 實(shí)際上迭代在實(shí)現(xiàn)當(dāng)中就是一個(gè)循環(huán) 利用break跳出也合情合理
      }
     }
   
  }


//////
 MyCollection2 collection2 = new MyCollection2(new object[]{4,5,6,7,8});
      //它就只會(huì)輸出4，5，6，7
      foreach (var v in collection2)
      {
        Console.WriteLine(v);
      }

雙重迭代：

 /// <summary>
  /// 下面演示雙重迭代 即一次可以迭代兩個(gè)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;
    }
    //下面進(jìn)行雙重迭代
    public IEnumerator GetEnumerator()
    {
      //關(guān)鍵代碼
      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);
      }
      //迭代結(jié)果是1 RanRan 2 Chengdu 3 四川

反向迭代：依靠Reverse屬性

  /// <summary>
  /// 下面演示反向迭代 說白了就是迭代是從后面開始的 反向迭代器是在Reverse屬性當(dāng)中實(shí)現(xiàn)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];
      }
    }
    //實(shí)現(xiàn)反向迭代
    public IEnumerable Reverse //注意返回IEnumerable對(duì)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);
      }
      //迭代結(jié)果是 4 3 2 1

當(dāng)然也有一個(gè)臨時(shí)集合，順便補(bǔ)充一下，迭代和枚舉實(shí)現(xiàn)的方案很多，一個(gè)返回IEnumerable的方法中加上迭代器塊也是一個(gè)迭代集合

具體看下面的代碼

 //還有一種最為簡單的迭代 就是一個(gè)返回IEnumerable對(duì)象的方法 在這方法中寫上迭代器
    //在此補(bǔ)充一個(gè)臨時(shí)集合 關(guān)鍵看代碼怎么寫(以枚舉當(dāng)前月份的日期為列子）
    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;
      }
    }

///實(shí)現(xiàn)
foreach(var v in GetMonthDate())
      {
        Console.WriteLine(v);
      }

這兒我作為一個(gè)新手自己給自己總結(jié)一下可枚舉類型和接口的含義：

可枚舉類型（集合&數(shù)組等）：

在實(shí)際開發(fā)當(dāng)中，可以自己去定義一些與集合差不多的類型，對(duì)該類型的元素的訪問，用一般的while,for循環(huán)比較不方便，我們需要自己去定義一個(gè)枚舉器。

枚舉類型(繼承IEnumerable接口）：包括一個(gè)集合元素和一個(gè)枚舉器。

枚舉器是枚舉類型當(dāng)中的一個(gè)嵌套類（繼承了IEnumerator接口）:具體實(shí)現(xiàn)見上。

/////// 這樣便可以讓自定義的可枚舉類型實(shí)現(xiàn)foreach迭代。

當(dāng)然也可以直接利用迭代來實(shí)現(xiàn)上面兩個(gè)接口。//////

接口：是一種標(biāo)準(zhǔn)，它給出了一種約束和引導(dǎo)，需要我們?nèi)懘a實(shí)現(xiàn)它。雖然看上去多次一舉，不過在后面對(duì)類的實(shí)例的使用中非常方便。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持創(chuàng)新互聯(lián)。

本文名稱：C#中可枚舉類型詳解
文章來源：http://www.rwnh.cn/article46/jdcshg.html

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