foreach 如何将对象转换为指定类型？

Question

我对@9​​87654323@ 中的foreach 行为有疑问。

我的自定义类实现了自定义GetEnumerator。此方法返回另一个object，它可以隐式转换为string。

但是，如果我执行foreach(string s in customClass)，它会在运行时失败（“无法将 .. 类型的对象转换为字符串”）。

但是，如果我这样做 string x = new B()，它就像一个魅力。

注意：我在这里没有什么特别需要实现的，我只是想了解发生了什么。我对这种非-泛型行为特别感兴趣。

有什么想法吗？我缺少哪些基础知识？

复制此代码的代码：

public class A : IEnumerable
{
    #region IEnumerable Members

    public IEnumerator GetEnumerator()
    {
        yield return new B();
    }

    #endregion
}

public class B
{
    public static implicit operator string( B b )
    {
        return "to-stringed implicit";
    }
}

// CODE:

A a = new A();

// Works.
B b = new B();
string xxx = b;

// Doesnt work.
foreach( string str in a )
{
}

Answer 1

基于 C# 规范中的“foreach 语句”部分（C# 5.0 规范的 8.8.4）我相信您的情况属于“枚举类型具有返回正确对象的 GetEnumerable”部分 - 没有隐式转换来确定元素的类型（如果类上没有唯一的 GetEnumerable，则有一些）

集合类型为X，枚举类型为E，元素类型为Current属性的类型。

在您的情况下，foreach 被翻译成以下代码（删除 try/finally）：

// foreach( string str in items )
//    embedded-statement


IEnumerator enumerator = items.GetEnumerator();
while (enumerator.MoveNext()) 
  {
    string str = (string)(Object)enumerator.Current; // **
    embedded-statement
  }
}

请注意，在** 行上，要转换的对象类型为Object（由enumerator.Current 的结果确定，在非泛型Object 的情况下为Object。如您所见没有提及您的 B 类型将允许您进行隐式转换。

注意：规范可以在正常的 VS C# 安装中找到，位于以下位置： “Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio XX.0\VC#\Specifications\YYYY”（XX 是 VS2010 的版本 10，VS2012 的版本为 11，YYYY 是 EN-US 的区域设置 1033）。

Answer 2

只有在编译器认为可以在编译时使用时，才能使用您的隐式转换：

B b = new B();
string str = b;

不能在运行时使用：

B b = new B();
object obj = b;
string str = obj; // will fail at run-time

基本上，这是因为查看所有从obj 到string 可能有效的转换的成本太高了。 （见this Eric Lippert blog post）。

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您的IEnumerator 返回对象，因此调用foreach (string str in a) 会尝试在运行时将object 转换为B。

var e = a.GetEnumerator();
e.MoveNext();
object o = e.Current;
string str = o; // will fail at run-time

如果您改用foreach(B item in a) { string str = item; ... }，则运行时转换是从object 到B（这是可行的，因为每个对象是一个B），以及从@987654335 的转换@到str可以由编译器制作。

var e = a.GetEnumerator();
e.MoveNext();
object o = e.Current;
B item = o;        // will work at run-time because o _is_ a B
string str = item; // conversion made by the compiler

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解决此问题的另一种方法是使A 实现IEnumerable<B> 而不仅仅是IEnumerable。然后，foreach (string str in a) 更多地翻译为

var e = a.GetEnumerator();
e.MoveNext();
B b = e.Current; // not object!
string str = b;  // conversion made by the compiler

因此编译器可以进行转换，而无需更改 foreach 循环。

Answer 3

foreach 方法不需要你实现IEnumerable。所需要的只是你的类有一个名为GetEnumerator的方法：

public class A
{
    public IEnumerator GetEnumerator()
    {
        yield return new B();
    }
}

然后你可以在foreach 中使用它：

A a = new A();
foreach (B str in a)
{
    Console.WriteLine(str.GetType());
}

但是 foreach 语句不会调用隐式操作符。您必须手动执行此操作：

foreach (B item in a)
{
    string str = item;
    // use the str variable here
}