yield 语句 - 提供下一个元素

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• 2024/10/15
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本文内容

1. 迭代器的执行
2. C# 语言规范
3. 另请参阅

在迭代器中使用 yield 语句提供下一个值或表示迭代结束。 yield 语句有以下两种形式：

• yield return：在迭代中提供下一个值，如以下示例所示：

  C#复制   运行

  foreach (int i in ProduceEvenNumbers(9))
  {
      Console.Write(i);
      Console.Write(" ");
  }
  // Output: 0 2 4 6 8
  
  IEnumerable<int> ProduceEvenNumbers(int upto)
  {
      for (int i = 0; i <= upto; i += 2)
      {
          yield return i;
      }
  }
  

• yield break：显式示迭代结束，如以下示例所示：

  C#复制   运行

  Console.WriteLine(string.Join(" ", TakeWhilePositive(new int[] {2, 3, 4, 5, -1, 3, 4})));
  // Output: 2 3 4 5
  
  Console.WriteLine(string.Join(" ", TakeWhilePositive(new int[] {9, 8, 7})));
  // Output: 9 8 7
  
  IEnumerable<int> TakeWhilePositive(IEnumerable<int> numbers)
  {
      foreach (int n in numbers)
      {
          if (n > 0)
          {
              yield return n;
          }
          else
          {
              yield break;
          }
      }
  }
  

  当控件到达迭代器的末尾时，迭代也结束。

在前面的示例中，迭代器的返回类型为 IEnumerable<T>（在非泛型情况下，使用 IEnumerable 作为迭代器的返回类型）。 还可以使用 IAsyncEnumerable<T> 作为迭代器的返回类型。 这使得迭代器异步。 使用 await foreach 语句对迭代器的结果进行迭代，如以下示例所示：

await foreach (int n in GenerateNumbersAsync(5))
{
    Console.Write(n);
    Console.Write(" ");
}
// Output: 0 2 4 6 8

async IAsyncEnumerable<int> GenerateNumbersAsync(int count)
{
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        yield return await ProduceNumberAsync(i);
    }
}

async Task<int> ProduceNumberAsync(int seed)
{
    await Task.Delay(1000);
    return 2 * seed;
}

迭代器的返回类型可以是 IEnumerator<T> 或 IEnumerator。 在以下方案中实现 GetEnumerator 方法时，请使用这些返回类型：

• 设计实现 IEnumerable<T> 或 IEnumerable 接口的类型。

• 添加实例或扩展 GetEnumerator 方法来使用 foreach 语句对类型的实例启用迭代，如以下示例所示：

  C#复制  

  public static void Example()
  {
      var point = new Point(1, 2, 3);
      foreach (int coordinate in point)
      {
          Console.Write(coordinate);
          Console.Write(" ");
      }
      // Output: 1 2 3
  }
  
  public readonly record struct Point(int X, int Y, int Z)
  {
      public IEnumerator<int> GetEnumerator()
      {
          yield return X;
          yield return Y;
          yield return Z;
      }
  }
  

不能在下列情况中使用 yield 语句：

• 带有 in、ref 或 out 参数的方法
• Lambda 表达式和匿名方法
• 不安全块。 在 C# 13 之前，yield 在具有 unsafe 块的任何方法中都无效。 从 C# 13 开始，可以在包含 unsafe 块的方法中使用 yield，但不能在 unsafe 块中使用。
• yield return 和 yield break 不能在 try、catch 和 finally 块中使用。

迭代器的执行

迭代器的调用不会立即执行，如以下示例所示：

var numbers = ProduceEvenNumbers(5);
Console.WriteLine("Caller: about to iterate.");
foreach (int i in numbers)
{
    Console.WriteLine($"Caller: {i}");
}

IEnumerable<int> ProduceEvenNumbers(int upto)
{
    Console.WriteLine("Iterator: start.");
    for (int i = 0; i <= upto; i += 2)
    {
        Console.WriteLine($"Iterator: about to yield {i}");
        yield return i;
        Console.WriteLine($"Iterator: yielded {i}");
    }
    Console.WriteLine("Iterator: end.");
}
// Output:
// Caller: about to iterate.
// Iterator: start.
// Iterator: about to yield 0
// Caller: 0
// Iterator: yielded 0
// Iterator: about to yield 2
// Caller: 2
// Iterator: yielded 2
// Iterator: about to yield 4
// Caller: 4
// Iterator: yielded 4
// Iterator: end.

如前面的示例所示，当开始对迭代器的结果进行迭代时，迭代器会一直执行，直到到达第一个 yield return 语句为止。 然后，迭代器的执行会暂停，调用方会获得第一个迭代值并处理该值。 在后续的每次迭代中，迭代器的执行都会在导致上一次挂起的 yield return 语句之后恢复，并继续执行，直到到达下一个 yield return 语句为止。 当控件到达迭代器或 yield break 语句的末尾时，迭代完成。

C# 语言规范

有关详细信息，请参阅 C# 语言规范中的 yield 语句部分。

另请参阅

• 迭代器
• 循环访问 C# 中的集合
• foreach
• await foreach