在多次枚举期间调用了两次生成器方法答案

【问题标题】：Generator method called twice during multiple enumeration在多次枚举期间调用了两次生成器方法
【发布时间】：2017-12-04 11:10:52
【问题描述】：

我试图理解为什么下面的代码会这样：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
namespace ConsoleApplication
{
    internal class Program
    {
        private static IEnumerable<int> Foo()
        {
            Console.WriteLine("Hello world!");
            for (var i = 0; i < 10; i++)
                yield return i;
        }

        public static void Main(string[] args)
        {
            var x = Foo();

            var y = x.Take(3);
            foreach (var i in y)
                Console.WriteLine(i);

            var z = x.Skip(3);
            foreach (var i in z)
                Console.WriteLine(i);
        }
    }
}

在 main 中，我得到了一个名为 x 的新“生成器”（请原谅 python 术语），然后我尝试枚举它两次。我第一次获取前 3 个元素并打印它们：我希望程序打印“Hello world！”后面是从 0 到 2 的数字。第二次我采用相同的可枚举并跳过另外 3 个元素。我希望程序打印从 6 到 9 的数字，而不打印“Hello world！”首先。

相反，程序第二次打印“Hello world！”第二次，然后从 3 开始枚举，直到 9。

我不明白：为什么 Foo() 被调用了两次？

EDIT1：不重复。链接的“重复”询问编写枚举时的最佳实践，在这里我无法使用它的值。

EDIT2：我接受了一个老实说不是很好的答案，但包含一个指向让我理解问题的参考的链接。让我感到困惑的是 foreach 循环在循环 IEnumerable 时实际上是如何工作的，所以我将在这里解释它以供将来参考。

IEnumerable 是值的序列 - 底层实现无关紧要，只要它可以按顺序为您提供值。当您在其上使用 foreach 循环时，它会创建一个 Enumerator 对象，该对象基本上是一个游标，用于跟踪循环到达的位置。

所以发生的事情是第一个循环创建了第一个枚举器，它又必须启动我的生成器方法并打印第一个字符串。

第二个循环无法拾取前一个枚举器（正如我所相信的那样）。相反，它实例化了第二个 Enumerator，然后重新启动生成器，从而打印第二个字符串。

对于阅读本文的任何 pythonista，请注意这与生成器在 python 中的工作方式截然相反（重用可迭代对象不会重新启动它）。

【问题讨论】：

Is there ever a reason to not use 'yield return' when returning an IEnumerable?的可能重复
我不同意它是重复的。该问题询问编写可迭代对象时的最佳实践；我试图了解为什么我的发电机会被重置，即使我不希望它会这样做。
x 不会在后续调用之间保存状态，您始终会获得由 Foo() 生成的完整枚举（包括副作用）。
@HelmutD，谢谢，这最终是原因。我来自 python，它是生成器本身维护其状态。

标签： c# ienumerable

【解决方案1】：

在 C# 中，当您在返回 IEnumerable 或 IEnumerable<T> 的方法或属性中使用 yield 关键字时，该方法（或属性）将成为惰性序列，它不仅仅返回一个列表或类似数组结构，它运行该方法直到第一个 yield 语句，然后暂停直到从调用代码（您的 Main 方法）“拉”下一个元素。

因此，当您编写x = Foo() 时，您将x 设置为等于每次循环执行Foo 主体的惰性序列。 Foo 主体中的任何副作用将在此状态机的每次迭代中执行一次。

Skip 和Take 都将惰性序列作为输入，然后根据需要将yield return 元素作为输入，从而产生一个新的惰性序列。所以当你写y = x.Take(3)时，那里没有任何迭代，但是当你foreachy时，它会有效地执行Foo直到第三个yield语句。

Skip源代码： https://github.com/dotnet/corefx/blob/master/src/System.Linq/src/System/Linq/Skip.cs

同样，z = x.Skip(3) 使 z 成为第三个惰性序列，由 x 与 Skip 操作组合而成。这里没有立即迭代，但是当你foreachz 时，它会执行Foo 的整个主体，但会“丢弃”前3 个元素。

参见 Jon Skeet 的书：http://csharpindepth.com/Articles/Chapter6/IteratorBlockImplementation.aspx

【讨论】：

这对我来说非常清楚......但我的状态机没有被处置。我仍然有一个有效的参考。我不是在做z = Foo().Skip(3)，我在做z = x.Skip(3)，其中 x 已经被迭代了。
@JamesFaix 解释有误，调用迭代的是foreach，而不是Skip 或Take
你觉得Skip和Take是怎么实现的？ github.com/dotnet/corefx/blob/master/src/System.Linq/src/System/…
延迟执行 - 删除 foreaches 并且 Foo 根本不会被调用
完全正确 - 因此“当您编写 y = x.Take(3) 时，Foo 的主体最多迭代 3 个元素，然后状态机被处理掉”是不正确的

【解决方案2】：

因为它是`IEnumerable'。这意味着每次调用枚举器（您的方法）时都会调用它。如果您不希望它被调用两次，那么您应该实现它：

var x = Foo().ToArray();

【讨论】：