【FastReport.Net】什么是yield return？

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yield return運(yùn)算符是使用C＃的程序員中最不為人知的運(yùn)算符之一。甚至那些了解它的人也不能完全確定他們正確理解其工作原理。必須糾正這個(gè)惱人的差距。而且，我希望這篇文章可以幫助你。

yield return運(yùn)算符返回迭代器中的集合項(xiàng)，并將當(dāng)前位置移動(dòng)到下一個(gè)元素。yield return運(yùn)算符的存在將該方法轉(zhuǎn)換為迭代器。每次迭代器遇到y(tǒng)ield return時(shí)，它都會(huì)返回一個(gè)值。此運(yùn)算符向我們和編譯器發(fā)出信號(hào)，表示此表達(dá)式是迭代器。迭代器的任務(wù)是在集合的元素之間移動(dòng)并返回當(dāng)前元素的值。許多人習(xí)慣于在循環(huán)中調(diào)用計(jì)數(shù)器作為迭代器，但事實(shí)并非如此，因?yàn)橛?jì)數(shù)器不返回值。迭代器由編譯器轉(zhuǎn)換為“有限狀態(tài)機(jī)”，跟蹤當(dāng)前位置并知道如何“移動(dòng)”到下一個(gè)位置。在這種情況下，序列元素的值在訪(fǎng)問(wèn)它時(shí)計(jì)算。

這是迭代器的最簡(jiǎn)單示例：

public static IEnumerable<int> GetItems()
{
 foreach (var i in List)
 {
 yield return i;
 }
}

迭代器只能返回IEnumerable <>類(lèi)型。

迭代器是更復(fù)雜的枚舉器模式的語(yǔ)法快捷方式。當(dāng)C＃編譯器遇到迭代器時(shí)，它會(huì)將其內(nèi)容擴(kuò)展為實(shí)現(xiàn)枚舉器模式的CIL代碼。這種封裝大大節(jié)省了程序員的時(shí)間。迭代器允許您執(zhí)行所謂的“延遲計(jì)算”。這意味著僅在請(qǐng)求時(shí)才評(píng)估元素的值。為了更好地理解收益率回報(bào)如何運(yùn)作，我們將其與傳統(tǒng)周期進(jìn)行比較 通過(guò)示例，一切都變得清晰。

（1）請(qǐng)注意，使用yield return，我們不需要?jiǎng)?chuàng)建額外的列表來(lái)填充值。因此我們節(jié)省了內(nèi)存，因?yàn)槲覀冎恍枰獌?nèi)存用于集合的當(dāng)前元素。元素處理不分配內(nèi)存，只分配緩存。

static IEnumerable<int> GetSequence()
 {
 Random rand = new Random();
 List<int> list = new List<int>();
 for (int i = 0; i < 3; i++)
 list.Add(rand.Next());
 return list;
 }
 
 static IEnumerable<int> GetSequence()
 {
 Random rand = new Random();
 for (int i = 0; i < 3; i++)
 yield return rand.Next();
 }

（2）不計(jì)算整個(gè)枚舉結(jié)果的能力。在這個(gè)例子中，我們無(wú)限地生成數(shù)字：

IEnumerable<int> GetInfinityWithIterator()
{
var i = 0;
while (true)
yield return ++i;
}
 
IEnumerable<int> GetInfinityWithLoop()
{
 var i = 0;
 var list = new List<int>();
 while (true)
 list.Add(++i);
 return list;
}

下面來(lái)看看他們之間的差異：

foreach(var item in GetInfinityWithIterator().Take(5))
{
 Console.WriteLine(item);
}

我們使用LINQ運(yùn)算符Take來(lái)限制樣本量。在收益率返回的情況下，循環(huán)在第五個(gè)元素處停止。

foreach(var item in GetInfinityWithLoop().Take(5))
{
 Console.WriteLine(item);
}

你不能打斷列表填寫(xiě)。結(jié)果，我們得到錯(cuò)誤的內(nèi)存不足。

（3）執(zhí)行迭代器后調(diào)整集合值的能力。 由于yield在實(shí)際處理時(shí)返回一個(gè)集合元素（例如，當(dāng)在控制臺(tái)中顯示元素的值時(shí)），即使在執(zhí)行迭代器之后，我們也可以更改集合的元素。調(diào)用它時(shí)，迭代器實(shí)際上不會(huì)返回實(shí)際值。迭代器知道從哪里獲取值。只有當(dāng)他們真的需要時(shí)，他才會(huì)歸還他們。這就是所謂的懶惰負(fù)載。

IEnumerable<int> MultipleYieldReturn(IEnumerable<int> mass)
{
 foreach (var item in mass)
 yield return item * item;
} 
 
IEnumerable<int> MultipleLoop(IEnumerable<int> mass)
{
 var list = new List<int>();
 foreach (var item in mass)
 list.Add(item * item);
 return list;
}

將調(diào)用這些方法：

 var mass = new List<int>() { 1, 2, 3 }; 
 var MultipleYieldReturn = Helper.MultipleYieldReturn(mass);
 var MultipleLoop = Helper.MultipleLoop(mass);
 
 mass.Add(4);
 Console.WriteLine(string.Join(",",MultipleYieldReturn));
 Console.WriteLine(string.Join(",", MultipleLoop));

結(jié)果是：

初始化MultipleYieldReturn和MultipleLoop變量后，我們?cè)傧蚣现刑砑右粋€(gè)元素：mass.Add（4）;

 Console.WriteLine(string.Join(",",MultipleYieldReturn));
 Console.WriteLine(string.Join(",", MultipleLoop));

結(jié)果：

在將結(jié)果輸出到控制臺(tái)時(shí)，集合包含值4.由于yield return在查詢(xún)時(shí)生成值，因此迭代器處理了所有當(dāng)前值。在初始化MultipleLoop變量時(shí)運(yùn)行傳統(tǒng)循環(huán)，此時(shí)集合僅包含3個(gè)值。

（4）具有收益率回報(bào)的異常處理具有細(xì)微差別。yield return語(yǔ)句不能在try-catch部分中使用，只能在try-finally中使用。例如，如何在不知道約束的情況下編寫(xiě)：

public IEnumerable TransformData(List<string> data)
{
 foreach (string item in data)
 {
 try
 {
 yield return PrepareDataRow(item);
 }
 catch (Exception ex)
 {
 Console.Error.WriteLine(ex.Message);
 }
 }
}

在這種情況下，catch塊永遠(yuǎn)不會(huì)捕獲錯(cuò)誤。這都是延遲執(zhí)行收益率回報(bào)的原因。我們只在使用迭代器的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際工作時(shí)才了解錯(cuò)誤。例如，當(dāng)我們將數(shù)據(jù)從迭代器輸出到控制臺(tái)時(shí)。在此之前，迭代器不適用于實(shí)際數(shù)據(jù)。

如果你仍然需要“Catch”這個(gè)迭代器中的錯(cuò)誤，那么你可以這樣做：

public IEnumerable TransformData(List<string> data)
{
 string text;
 foreach (string item in data)
 {
 try
 {
 text = PrepareDataRow(item);
 }
 catch (Exception ex)
 {
 Console.Error.WriteLine(ex.Message);
 continue;
 }
 yield return text;
 }
}

yield break類(lèi)似于break運(yùn)算符，它只在迭代器中使用。這是一個(gè)小例子：

IEnumerable<int> GetNumbers()
{
int i = 0;
while (true)
{
if (i = 5)
yield break;
yield return i++;
}
}

從示例中可以清楚地看出，當(dāng)達(dá)到5的值時(shí)，迭代器將結(jié)束，但在此之前它將正確返回值。

總結(jié)一下，什么時(shí)候應(yīng)該使用yield return？

• 列出對(duì)象時(shí)。迭代器將比返回的集合更快地工作。并且內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)較低;
• 在無(wú)限循環(huán)中。使用Take（）方法，您始終可以限制選擇。