本文主要记录我在学习C#中foreach遍历原理的心得体会。
对集合中的要素进行遍历是所有编码中经常涉及到的操作，因此大部分编程语言都把此过程写进了语法中，比如C#中的foreach。经常会看到下面的遍历代码：
var lstStr = new List{ "a", "b" }; foreach (var str in lstStr) { Console.WriteLine(str); }
实际此代码的执行过程：
var lstStr = new List{ "a", "b"}; IEnumerator enumeratorLst = lstStr.GetEnumerator(); while (enumeratorLst.MoveNext()) { Console.WriteLine(enumeratorLst.Current); }
会发现有GetEnumerator()方法和IEnumerator<string>类型，这就涉及到可枚举类型和枚举器的概念。
为了方便理解，以下为非泛型示例：
// 摘要: // 公开枚举器，该枚举器支持在非泛型集合上进行简单迭代。 public interface IEnumerable { // 摘要: // 返回一个循环访问集合的枚举器。 // // 返回结果: // 可用于循环访问集合的 System.Collections.IEnumerator 对象。 IEnumerator GetEnumerator(); } 实现了此接口的类称为可枚举类型，是可以用foreach进行遍历的标志。
方法GetEnumerator()的返回值是枚举器，可以理解为游标。
// 摘要: // 支持对非泛型集合的简单迭代。 public interface IEnumerator { // 摘要: // 获取集合中的当前元素。 // // 返回结果: // 集合中的当前元素。 // // 异常: // System.InvalidOperationException: // 枚举数定位在该集合的第一个元素之前或最后一个元素之后。 object Current { get; } // 摘要: // 将枚举数推进到集合的下一个元素。 // // 返回结果: // 如果枚举数成功地推进到下一个元素，则为 true；如果枚举数越过集合的结尾，则为 false。 // // 异常: // System.InvalidOperationException: // 在创建了枚举数后集合被修改了。 bool MoveNext(); // // 摘要: // 将枚举数设置为其初始位置，该位置位于集合中第一个元素之前。 // // 异常: // System.InvalidOperationException: // 在创建了枚举数后集合被修改了。 void Reset(); } 而生成一个枚举器的的工具就是迭代器，以下是自定义一个迭代器的示例（https://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.collections.ienumerator.aspx）：
using System;using System.Collections;// Simple business object.public class Person{ public Person(string fName, string lName) { this.firstName = fName; this.lastName = lName; } public string firstName; public string lastName;}// Collection of Person objects. This class// implements IEnumerable so that it can be used// with ForEach syntax.public class People : IEnumerable{ private Person[] _people; public People(Person[] pArray) { _people = new Person[pArray.Length]; for (int i = 0; i < pArray.Length; i++) { _people[i] = pArray[i]; } }// Implementation for the GetEnumerator method. IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() { return (IEnumerator) GetEnumerator(); } public PeopleEnum GetEnumerator() { return new PeopleEnum(_people); }}// When you implement IEnumerable, you must also implement IEnumerator.public class PeopleEnum : IEnumerator{ public Person[] _people; // Enumerators are positioned before the first element // until the first MoveNext() call. int position = -1; public PeopleEnum(Person[] list) { _people = list; } public bool MoveNext() { position++; return (position < _people.Length); } public void Reset() { position = -1; } object IEnumerator.Current { get { return Current; } } public Person Current { get { try { return _people[position]; } catch (IndexOutOfRangeException) { throw new InvalidOperationException(); } } }}class App{ static void Main() { Person[] peopleArray = new Person[3] { new Person("John", "Smith"), new Person("Jim", "Johnson"), new Person("Sue", "Rabon"), }; People peopleList = new People(peopleArray); foreach (Person p in peopleList) Console.WriteLine(p.firstName + " " + p.lastName); }}/* This code produces output similar to the following: * * John Smith * Jim Johnson * Sue Rabon * */ 在有了yield这个关键字以后，我们可以通过这样的方式来创建枚举器：
using System;using System.Collections;// Simple business object.public class Person{ public Person(string fName, string lName) { this.firstName = fName; this.lastName = lName; } public string firstName; public string lastName;}// Collection of Person objects. This class// implements IEnumerable so that it can be used// with ForEach syntax.public class People : IEnumerable{ private Person[] _people; public People(Person[] pArray) { _people = new Person[pArray.Length]; for (int i = 0; i < pArray.Length; i++) { _people[i] = pArray[i]; } } // Implementation for the GetEnumerator method. IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() { for (int i = 0; i < _people.Length; i++) { yield return _people[i]; } }}class App{ static void Main() { Person[] peopleArray = new Person[3] { new Person("John", "Smith"), new Person("Jim", "Johnson"), new Person("Sue", "Rabon"), }; People peopleList = new People(peopleArray); foreach (Person p in peopleList) Console.WriteLine(p.firstName + " " + p.lastName); }} yield和return一起使用才有意义，这个关键字就是为迭代器服务的，所以有yield所在的方法是迭代器，作用是返回相同类型的值的一个序列，执行到yield return 这个语句之后，函数并不直接返回，而是保存此元素到序列中，继续执行，直到函数体结束或者yield break。
但是生成的此迭代器的函数体并不会在直接调用时运行，只会在foreach中迭代时执行。如：
using System;using System.Collections;using System.Collections.Generic;using System.Reflection;// Simple business object.public class Person{ public Person(string fName, string lName) { this.firstName = fName; this.lastName = lName; } public string firstName; public string lastName;}// Collection of Person objects. This class// implements IEnumerable so that it can be used// with ForEach syntax.public class People { private Person[] _people; public People(Person[] pArray) { _people = new Person[pArray.Length]; for (int i = 0; i < pArray.Length; i++) { _people[i] = pArray[i]; } } // Implementation for the GetEnumerator method. public IEnumerable GetMyEnumerator() { Console.WriteLine("a"); for (int i = 0; i < _people.Length; i++) { Console.WriteLine(i.ToString()); yield return _people[i]; } }}class App{ static void Main() { Person[] peopleArray = new Person[3] { new Person("John", "Smith"), new Person("Jim", "Johnson"), new Person("Sue", "Rabon"), }; People peopleList = new People(peopleArray); IEnumerable myEnumerator = peopleList.GetMyEnumerator(); Console.WriteLine("Start Iterate"); foreach (Person p in myEnumerator) { Console.WriteLine(p.firstName + " " + p.lastName); } Console.ReadLine(); }} 结果：
参考资料：http://www.cnblogs.com/zouzf/archive/2012/02/22/2362954.html