是否可以从 T[] 获取 IEnumerator<T>？答案

【问题标题】：Is it possible to get an IEnumerator<T> from a T[]?是否可以从 T[] 获取 IEnumerator<T>？
【发布时间】：2010-12-07 01:32:05
【问题描述】：

假设我想创建一个默认线程安全的集合类。

在内部，该类有一个名为 Values 的受保护的 List<T> 属性。

对于初学者来说，让类实现ICollection<T> 是有意义的。这个接口的一些成员很容易实现；例如，Count 返回this.Values.Count。

但是实现ICollection<T> 需要我实现IEnumerable<T> 和IEnumerable（非泛型），这对于线程安全集合来说有点棘手。

当然，我总是可以在 IEnumerable<T>.GetEnumerator 和 IEnumerable.GetEnumerator 上扔一个 NotSupportedException，但这对我来说就像是逃避现实。

我已经有一个线程安全的getValues 函数，它锁定Values 并以T[] 数组的形式返回一个副本。所以我的想法是通过返回this.getValues().GetEnumerator() 来实现GetEnumerator，这样下面的代码实际上是线程安全的：

ThreadSafeCollection coll = new ThreadSafeCollection ();

// add some items to coll

foreach (T value in coll) {
    // do something with value
}

不幸的是，这个实现似乎只适用于IEnumerable.GetEnumerator，而不是通用版本（因此上面的代码会抛出一个InvalidCastException）。

我的一个想法似乎可行，就是在调用GetEnumerator 之前将T[] 返回值从getValues 转换为IEnumerable<T>。另一种方法是首先将getValues 更改为返回IEnumerable<T>，然后对于非泛型IEnumerable.GetEnumerator，只需将返回值从getValues 转换为非泛型IEnumerable。但我无法确定这些方法是否草率或完全可以接受。

无论如何，有没有人对如何做这件事有更好的想法？我听说过.Synchronized 方法，但它们似乎只适用于System.Collections 命名空间中的非泛型集合。也许.NET中已经存在一个我根本不知道的通用变体？

【问题讨论】：

你可以使用 SynchronizedCollection... 对吧？
不幸的是，我们暂时被 .NET 2.0 和 VS 2005 困住了。看起来 SynchronizedCollection 在 .NET 3.0 中可用。

标签： .net collections thread-safety ienumerable ienumerator

【解决方案1】：

不幸的是，这个实现似乎只适用于 IEnumerable.GetEnumerator，而不是通用版本（因此上面的代码会抛出 InvalidCastException）。

对我来说似乎很奇怪。您是否明确实现了非泛型 IEnumerable？ IE。你写了吗

public IEnumerator<T> GetEnumerator() { ...}
IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() { return GetEnumerator<T>(); }

另外，您是否尝试过使用迭代器语法来实现 IEnumerable。应该很简单：

public IEnumerator<T> GetEnumerator()
{
    T[] values;
    lock(this.Values)
        values = this.Values.ToArray();
    foreach(var value in values)
        yield return value;
}

如果您尝试过，为什么不适合您的需求？

【讨论】：

因此，您似乎主张对我提出的第二个建议稍作改动——将IEnumerable<T>.GetEnumerator 的结果转换为IEnumerable 以获取IEnumerable.GetEnumerator。我一定会尝试的。否则，我认为 JS Bangs 提出了一个很好的观点，即只要我锁定了内部集合属性，就不需要将值复制到数组中。
是的，在这里转换对我来说似乎很简单，因为生成的 IEnumerator 实现也将是 IEnumerator。 IIRC，编译器甚至不需要在这里显式转换。关于复制与锁定：这取决于您的收藏使用情况。如果集合很小（我认为

【解决方案2】：

大多数集合都指定在迭代时不能在集合中添加或删除内容。因此，对于线程安全的集合，您希望在任何线程迭代时阻止其他线程修改集合。使用迭代器语法应该很容易做到这一点，并且不需要您制作副本：

public IEnumerator<T> GetEnumerator()
{
    lock (this.Values) // or an internal mutex you use for synchronization
    {
        foreach (T val in this.Values)
        {
            yield return val;
        }
    }
    yield break;
}

这假定所有其他可能修改集合的操作也锁定this.Values。只要那是真的，你应该没问题。

【讨论】：

我必须承认在这些答案之前没有特别了解yield 关键字......我见过它，但从未真正理解它的目的。这很有帮助；谢谢！
这显然是有问题的，因为如果枚举器没有立即得出结论，锁可能会一直存在。请在此处查看 Jon Skeet 的最后回复：eggheadcafe.com/software/aspnet/33035743/…
我认为这里的锁行为正是我们所期望的：在迭代完成或枚举数被释放之前，锁不会被释放。（特别是，您不希望在调用 MoveNext() 之间释放锁，因为这意味着集合可能会在迭代期间发生变化。）应用程序编写者应该意识到这一点并相应地编程。

【解决方案3】：

类型T[] 与它派生的类型System.Array 有特殊关系。像T[] 这样的数组是在.NET 中引入泛型之前创建的（否则语法可能是Array<T>）。

System.Array 类型有一个GetEnumerator() 实例方法public。此方法返回非泛型 IEnumerator（从 .NET 1 开始）。而System.Array 没有针对GetEnumerator() 的显式接口实现。这解释了您的观察结果。

但是当在 .NET 2.0 中引入泛型时，一个特殊的“hack”被制作为具有 T[] 实现 IList<T> 及其基本接口（@987654334@ 是其中之一）。出于这个原因，我认为使用它是完全合理的：

((IList<T>)(this.getValues())).GetEnumerator()

在我正在检查的 .NET 版本中，存在以下类：

namespace System
{
  public abstract class Array
  {
    private sealed class SZArrayEnumerator  // instance of this is returned with standard GetEnumerator() on a T[]
    {
    }
  }

  internal sealed class SZArrayHelper
  {
    private sealed class SZGenericArrayEnumerator<T>  // instance of this is returned with generic GetEnumerator() on a T[] which has been cast to IList<T>
    {
    }
  }
}

【讨论】：