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C# 为什么要使用 yield?_c#作用

itomcoil 2025-02-17 12:30 11 浏览

一、什么是 yield

yield 是一个关键字,通常与迭代器(Iterator)一起使用。它允许创建一个迭代器,通过每次调用 yield 返回序列中的下一个元素,而不必显式创建一个集合来存储整个序列。其实这么说还是挺难理解的,尤其是对于新学习C#的朋友,那让我们接着往下看!创作不易,如果大家喜欢这篇文章,还请帮忙点个赞,谢谢!

二、为什么要用yield?不用 yield 和 使用 yield 的区别

使用 yield 可以大大简化代码实现。一般情况下,我们需要手动创建一个容器,将遍历的元素添加到容器中,然后通过返回容器的方式来实现迭代器。使用 yield 可以直接在迭代器内部逐个返回元素,同时将容器的创建和管理等操作交给编译器自动处理,从而大幅提升了代码的可读性和可维护性。

下面给出一个不用 yield 的示例和一个使用 yield 的示例:

不使用yield:

public class MyList
{
    private List data = new List();
 
    public void Add(T item)
    {
        data.Add(item);
    }
 
    public IEnumerator GetEnumerator()
    {
        return data.GetEnumerator();
    }
}

使用yield:

public class MyList
{
    private List data = new List();
 
    public void Add(T item)
    {
        data.Add(item);
    }
 
    public IEnumerable GetEnumerator()
    {
        foreach (T item in data)
        {
            yield return item;
        }
    }
}

在上面的示例中,MyList 类表示了一个自定义的集合类型,它可以存储任意类型的数据。我们在其中实现了两个方法:Add 用于向集合中添加元素,GetEnumerator 用于获取该集合的迭代器。

在不使用 yield 的示例中,我们在 GetEnumerator 中手动创建了一个容器(data 集合的迭代器),并返回该容器的迭代器。在使用 yield 的示例中,我们直接使用 foreach 语句逐个返回集合中的元素,并将容器的管理等操作交给编译器自动处理,从而大大简化了代码实现。

三、什么时候使用yield更好?(含实例)

使用 yield 更适合在以下情况下:

  1. 1. 处理大量数据时。使用 yield 可以在不加载整个集合的情况下,逐个返回元素,从而减少内存占用。
  2. 2. 对于复杂的迭代器逻辑时。使用 yield 可以将迭代器的逻辑封装在一个方法中,使代码更加简洁、易读、易维护。
  3. 3. 当需要在集合中查找特定条件的元素时。使用 yield 可以在找到符合条件的元素后立即停止枚举,从而提高代码性能。

需要注意的是,yield 迭代器在性能上可能不如手动创建容器的方式,因此在需要高效处理大量数据时,可能不适合使用 yield。在这种情况下,手动创建容器可能会更好,因为它可以更加精细地控制内存消耗和代码性能。

1、处理大量数据:

public static IEnumerable ReadLinesFromFile(string filePath)
{
    using (var reader = new StreamReader(filePath))
    {
        while (!reader.EndOfStream)
        {
            yield return reader.ReadLine();
        }
    }
}

上述示例中的 ReadLinesFromFile 方法可以用于从文件中读取逐行的内容。使用 `yield` 可以逐行读取文件内容,而不需要一次性将整个文件读入内存,从而减少内存占用。

2、对于复杂的迭代器逻辑:

public static IEnumerable Fibonacci()
{
    int a = 0, b = 1;

    while (true)
    {
        yield return a;
        int tmp = a;
        a = b;
        b += tmp;
    }
}

上述示例中的 Fibonacci 方法可以用于生成斐波那契数列。使用 yield 可以将斐波那契数列的生成逻辑封装在一个方法中,并且使用 while(true) 循环控制数列的生成,从而使代码更加简洁、易读、易维护。

3、在集合中查找特定条件的元素:

public static IEnumerable NumbersGreaterThan(IEnumerable input, int threshold)
{
    foreach (int number in input)
    {
        if (number > threshold)
        {
            yield return number;
        }
    }
}

上述示例中的 NumbersGreaterThan 方法可以用于找出集合中大于某个阈值的元素。使用 yield 可以在找到符合条件的元素后立即停止枚举,从而提高代码性能。

四、写在文后

yield 语句的主要优点是增加了程序的清晰度、可读性和灵活性:

1、省略序列化:使用 yield 可以避免创建和填充一个整个集合,实现了按需访问,避免了耗尽系统资源和崩溃应用程序的风险。

2、迭代器方法的便利:使用 yield,可以将迭代器方法的定义与状态管理分离,简化了代码结构,使其看起来合理、可读性更强。

3、支持单线程协作:使用 yield,可以在同一方法中停止和开始迭代,同时也可以使迭代器方法更灵活地使用在其他代码中,从而实现方法之间的单线程协作。

yield 语句的主要缺点是:

1、性能问题:yield 存在一定的性能损失,迭代器方法中必须将状态保存在堆栈上,这意味着需要使用额外的 CPU 和内存资源,从而增加了时间和空间复杂度。如果在大量数据上进行迭代时,可能导致不必要的性能影响。

2、无法排序和随机访问:使用 yield 迭代器迭代时,元素的访问是按照迭代器定义的顺序逐个访问的,而且需要完全迭代一遍才能获取到所有元素。这样无法进行随机访问和排序,如果需要这些功能必须使用其他集合类型来进行实现。

总的来说,使用 yield 语句可以提高应用程序的可读性、可维护性和功能性,从而使 C# 中的编程更加优雅、简洁。但是需要权衡性能和功能需求,根据实际情况选择是否使用 yield 导出迭代器,以便在计算和存储资源之间做出最佳平衡。

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