yield return 方法在不应该被优化的时候被优化掉了

Question

我偶然发现了我的库的一个测试问题，其中 yield return 因我不理解的原因而被优化。

概念证明代码：

static IEnumerable<int> Sample(int count)
{
    for (int i = 0; i < count; i++) yield return i;
}
static IEnumerable<int> ForEach(IEnumerable<int> items, Action<int> action)
{
    foreach (int item in items) { action(item); yield return item; }
}
static void After(IEnumerable<int> items, Action action)
{
    action();
}

static void Main(string[] args)
{
    int item = -1;
    After(ForEach(Sample(10), v => item = v), () => Console.WriteLine(item));
    Console.WriteLine(item);
    Console.ReadKey();
}

我希望输出是9，然后是9。

实际输出是-1，然后是-1。

IEnumerables 在Sample 和ForEach 的初始化被优化掉了，作为副作用item 内部Main 永远不会改变。

为什么Sample 没有被迭代到ForEach？

我真的需要在After 迭代items 吗？

如果是，为什么优化如此之深，以至于即使在ForEach 的迭代也被暂停直到被激发，从而使输出-1 然后9 也成为可能？

Answer 1

IEnumerable<T> 对象具有延迟执行，这意味着它们在被访问以进行迭代时被执行。当我们开始迭代或将其对象具体化为 List<T> 或 Array 时，它实际上会被调用。

如果您将ToList() 调用添加到您的ForEach 方法，您将看到预期的输出：

After(ForEach(Sample(10), v => item = v).ToList(), () => Console.WriteLine(item));

如您所见，您实现了ForEach() 方法的结果IEnumerable，它也会调用Sample() 并执行。

您可以修改您的方法，如下所示，以查看实际调用该方法的时间：

static IEnumerable<int> Sample(int count)
{
    Console.WriteLine("Sample Invoked");
    for (int i = 0; i < count; i++)
        yield return i;
}

static IEnumerable<int> ForEach(IEnumerable<int> items, Action<int> action)
{
    Console.WriteLine("ForEach Invoked:");
    foreach (int item in items)
    {
        action(item);
        yield return item;
    }
}

然后这样调用：

int item = -1;
After(ForEach(Sample(10), v => item = v), () => Console.WriteLine(item));
Console.WriteLine(item);
    
After(ForEach(Sample(10), v => item = v).ToList(), () => 
Console.WriteLine(item));
Console.WriteLine(item);

输出是：

-1

-1

ForEach 调用：

调用示例

9

9

查看Fiddle DEMO 以观察它的运行情况。