C# 2.0：使用匿名方法、迭代程序和局部类来创建优雅的代码

发布日期： 11/10/2004 | 更新日期： 11/10/2004

本文基于 Microsoft Visual Studio 2005 的预发布版本，它以前的代码名称为“Whidbey”。此处所包含的任何信息都可能会改变。

本文讨论：

•	遍历集合
•	跨文件类定义
•	与委托一起使用的匿名方法
•	Visual Studio 2005 中的其他 C# 新功能

本文使用下列技术：

•	C# 和 Visual Studio

可以在此下载代码：

•	C20.exe (164KB)

本页内容

	迭代程序
	迭代程序实现
	递归迭代
	局部类型
	匿名方法
	将参数传递到匿名方法
	匿名方法实现
	一般匿名方法
	匿名方法示例
	委托推理
	属性和索引可见性
	静态类
	全局命名空间限定符
	内联警告
	小结

热衷于 C# 语言的人会喜欢上 Visual C# 2005。Visual Studio 2005 为 Visual C# 2005 带来了大量令人兴奋的新功能，例如泛型、迭代程序、局部类和匿名方法等。虽然泛型是人们最常谈到的也是预期的功能，尤其是在熟悉模板的 C++ 开发人员中间，但是其他的新功能同样是对Microsoft .NET开发宝库的重要补充。与 C# 的第一个版本相比，增加这些功能和语言将会提高您的整体生产效率，从而使您能够以更快的速度写出更加简洁的代码。有关泛型的一些背景知识，您应该看一看提要栏“什么是泛型？”。

迭代程序

在 C# 1.1 中，您可以使用 foreach 循环来遍历诸如数组、集合这样的数据结构：

string[] cities = {"New York","Paris","London"};
            foreach(string city in cities)
            {
            Console.WriteLine(city);
            }

实际上，您可以在 foreach 循环中使用任何自定义数据集合，只要该集合类型实现了返回 IEnumerator 接口的 GetEnumerator 方法即可。通常，您需要通过实现 IEnumerable 接口来完成这些工作：

public interface IEnumerable
            {
            IEnumerator GetEnumerator();
            }
            public interface IEnumerator
            {
            object Current{get;}
            bool MoveNext();
            void Reset();
            }

在通常情况下，用于通过实现 IEnumerable 来遍历集合的类是作为要遍历的集合类型的嵌套类提供的。此迭代程序类型维持了迭代的状态。将嵌套类作为枚举器往往较好，因为它可以访问其包含类的所有私有成员。当然，这是迭代程序设计模式，它对迭代客户端隐藏了底层数据结构的实际实现细节，使得能够在多种数据结构上使用相同的客户端迭代逻辑，如图 1 所示。

图 1 迭代程序设计模式

此外，由于每个迭代程序都保持单独的迭代状态，所以多个客户端可以执行单独的并发迭代。通过实现 IEnumerable，诸如数组和队列这样的数据结构可以支持这种超常规的迭代。在 foreach 循环中生成的代码调用类的 GetEnumerator 方法简单地获得一个 IEnumerator 对象，然后将其用于 while 循环，从而通过连续调用它的 MoveNext 方法和当前属性遍历集合。如果您需要显式地遍历集合，您可以直接使用 IEnumerator（不用求助于 foreach 语句）。

但是使用这种方法有一些问题。首先，如果集合包含值类型，则需要对它们进行装箱和拆箱才能获得项，因为 IEnumerator.Current 返回一个对象。这将导致潜在的性能退化和托管堆上的压力增大。即使集合包含引用类型，仍然会产生从对象向下强制类型转换的不利结果。虽然大多数开发人员不熟悉这一特性，但是在 C# 1.0 中，实际上不必实现 IEnumerator 或 IEnumerable 就可以为每个循环实现迭代程序模式。编译器将选择调用强类型化版本，以避免强制类型转换和装箱。结果是，即使在 1.0 版本中，也可能没有导致性能损失。

为了更好地阐明这个解决方案并使其易于实现，Microsoft .NET 框架 2.0 在 System.Collections.Generics 命名空间中定义了一般的类型安全的 IEnumerable <ItemType> 和 IEnumerator <ItemType> 接口：

public interface IEnumerable<ItemType>
            {
            IEnumerator<ItemType> GetEnumerator();
            }
            public interface IEnumerator<ItemType> : IDisposable
            {
            ItemType Current{get;}
            bool MoveNext();
            }

除了利用泛型之外，新的接口与其前身还略有差别。与 IEnumerator 不同，IEnumerator <ItemType> 是从 IDisposable 派生而来的，并且没有 Reset 方法。图 2 中的代码显示了实现 IEnumerable <string> 的简单 city 集合，而图 3 显示了编译器在跨越 foreach 循环的代码时如何使用该接口。图 2 中的实现使用了名为 MyEnumerator 的嵌套类，它将一个引用作为构造参数返回给要枚举的集合。MyEnumerator 清楚地知道 city 集合（本例中的一个数组）的实现细节。MyEnumerator 类使用 m_Current 成员变量维持当前的迭代状态，此成员变量用作数组的索引。

第二个问题也是更难以解决的问题，就是迭代程序的实现。虽然对于简单的例子（如图 3所示），实现是相当简单的，但是对于更高级的数据结构，实现将非常复杂，例如二叉树，它需要递归遍历，并需在递归时维持迭代状态。另外，如果需要各种迭代选项，例如需要在一个链接表中从头到尾和从尾到头选项，则此链接表的代码就会因不同的迭代程序实现而变得臃肿。这正是设计 C# 2.0 迭代程序所要解决的问题。通过使用迭代程序，您可以让 C# 编译器为您生成 IEnumerator 的实现。C# 编译器能够自动生成一个嵌套类来维持迭代状态。您可以在一般集合或特定于类型的集合中使用迭代程序。您需要做的只是告诉编译器在每个迭代中产生的是什么。如同手动提供迭代程序一样，您需要公开 GetEnumerator 方法，此方法通常是通过实现 IEnumerable 或 IEnumerable <ItemType> 来公开的。

您可以使用新的 C# 的 yield return 语句告诉编译器产生什么。例如，下面的代码显示了如何在 city 集合中使用 C# 迭代程序来代替图 2 中的手动实现：

public class CityCollection : IEnumerable<string>
            {
            string[] m_Cities = {"New York","Paris","London"};
            public IEnumerator<string> GetEnumerator()
            {
            for(int i = 0; i<m_Cities.Length; i++)
            yield return m_Cities[i];
            }
            }

您还可以在非一般集合中使用 C# 迭代程序：

public class CityCollection : IEnumerable
            {
            string[] m_Cities = {"New York","Paris","London"};
            public IEnumerator GetEnumerator()
            {
            for(int i = 0; i<m_Cities.Length; i++)
            yield return m_Cities[i];
            }
            }

此外，您还可以在完全一般的集合中使用 C# 迭代程序，如图 4 所示。当使用一般集合和迭代程序时，编译器从声明集合（本例中的 string）所用的类中型知道 foreach 循环内 IEnumerable <ItemType> 所用的特定类型：

LinkedList<int,string> list = new LinkedList<int,string>();
            /* Some initialization of list, then  */
            foreach(string item in list)
            {
            Trace.WriteLine(item);
            }

这与任何其他从一般接口进行的派生相似。如果出于某些原因想中途停止迭代，请使用 yield break 语句。例如，下面的迭代程序将仅仅产生数值１、２和３：

public IEnumerator<int> GetEnumerator()
            {
            for(int i = 1;i< 5;i++)
            {
            yield return i;
            if(i > 2)
            yield break;
            }
            }

您的集合可以很容易地公开多个迭代程序，每个迭代程序都用于以不同的方式遍历集合。例如，要以倒序遍历 CityCollection 类，提供了名为 Reverse 的 IEnumerable <string> 类型的属性：

public class CityCollection
            {
            string[] m_Cities = {"New York","Paris","London"};
            public IEnumerable<string> Reverse
            {
            get
            {
            for(int i=m_Cities.Length-1; i>= 0; i--)
            yield return m_Cities[i];
            }
            }
            }

这样就可以在 foreach 循环中使用 Reverse 属性：

CityCollection collection = new CityCollection();
            foreach(string city in collection.Reverse)
            {
            Trace.WriteLine(city);
            }

对于在何处以及如何使用 yield return 语句是有一些限制的。包含 yield return 语句的方法或属性不能再包含其他 return 语句，因为这样会错误地中断迭代。不能在匿名方法中使用 yield return 语句，也不能将 yield return 语句放到带有 catch 块的 try 语句中（也不能放在 catch 块或 finally 块中）。