C# 9 新特性 —— 增强的 foreach

Intro

在 C# 9 中增强了 foreach 的使用，使得一切对象都有 foreach 的可能

我们来看一段代码，这里我们试图遍历一个 int 类型的值

思考一下，我们可以怎么做使得上面的代码编译通过呢？

迭代器模式

迭代器模式，提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露该对象的内部表示。

迭代器模式是分离了集合对象的遍历行为，抽象出一个迭代器类来负责，这样既可以做到不暴露集合的内部结构，又可以让外部代码透明地访问集合内部的数据。

foreach 其实是一个迭代器模式的语法糖，用来遍历一个集合中的数据，foreach 可以使用 while 来实现，比如下面这个示例：

var enumerable = Enumerable.Range(1, 10).ToArray();
foreach (var i in enumerable)
{
    Console.WriteLine(i);
}

使用 while 重写之后类似下面这样的代码：

var enumerator = enumerable.GetEnumerator();
while (enumerator.MoveNext())
{
    Console.WriteLine(enumerator.Current);
}

c# 中的集合基本都实现了迭代器模式，可以直接使用 foreach 来遍历，对于自定义的类型想要支持 foreach 可以实现 IEnumerable 或 IEnumerable，对于没有实现迭代器的代码，是不是可以用 foreach 呢

Enumerator

我们再来看开篇提到的问题，怎么实现支持 foreach 呢

从上面 VS 的提示我们可以看得出来，如果一个类型想要支持 foreach，有三种方式可以实现：

1. 实现 IEnumerable
2. 实现 IEnmuerable
3. 添加 GetEnumerator 方法，方法返回值类型需要有 Current 属性和 MoveNext 方法，可以参考这个 IEnumerator，返回类型可以直接实现 IEnumerator 或 IEnumerator

那么如果是一个别人封装的类型，能否支持 foreach 呢，从 C# 9 之后就可以了，可以添加一个 GetEnumerator 的扩展方法，类似于下面

public static class ForEachExtensions
{
    public static IEnumerator<char> GetEnumerator(this int num)
    {
        return num.ToString().GetEnumerator();
    }
}

此时如果是使用 C# 9 就可以编译通过了，如果手动设置了 LangVersion，需要修改为 9，否则会得到类似下面这样的错误

添加使用扩展方法，并启用 C# 9 语法：

More

有了这个功能之后，一切类型都是可以 foreach 的，没有实现迭代器模式的类型，只需要实现一个扩展方法就可以了

迎接 C# 9 ，万物皆可 foreach ~~

Reference

• https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/whats-new/csharp-9
• https://github.com/WeihanLi/SamplesInPractice/tree/master/CSharp9Sample
• https://github.com/WeihanLi/SamplesInPractice/blob/master/CSharp9Sample/ForEachExtensions.cs