2021年了，`IEnumerator`、`IEnumerable`还傻傻分不清楚？

IEnumerator、IEnumerable这两个接口单词相近、含义相关，傻傻分不清楚。
入行多年，一直没有系统性梳理这对李逵李鬼。

最近本人在怼着why神的《其实吧，LRU也就那么回事》，方案1使用数组实现LUR，手写算法涉及这一对接口，借此机会本次覆盖这一对难缠的冤家。

IEnumerator

IEnumerator、IEnumerable接口有相似的名称，这两个接口通常也在一起使用，它们有不同的用途。

IEnumerator接口为类内部的集合提供了迭代功能， IEnumerator 要求你实现三个方法：

• MoveNext方法： 该方法将集合索引加1，并返回一个bool值，指示是否已到达集合的末尾。
• Reset方法： 它将集合索引重置为其初始值-1，这会使枚举数无效。
• Current方法: 返回position位置的当前对象

IEnumerable

IEnumerable接口为foreach迭代提供了支持，IEnumerable要求你实现GetEnumerator方法。

public IEnumerator GetEnumerator()
{
    return (IEnumerator)this;
}

该用哪一个接口？

仅凭以上辞藻，很难区分两个接口的使用场景。

IEnumerator接口提供了对类中的集合类型对象的迭代，

IEnumerable接口允许使用foreach循环进行枚举。

但是，IEnumerable接口的GetEnumerator方法会返回一个IEnumerator接口。要实现IEnumerable，你还必须实现IEnumerator。如果你没有实现IEnumerator，你就不能将IEnumerable的GetEnumerator方法的返回值转换为IEnumerator接口。

从英文词根上讲：
IEnumerator接口代表了枚举器，里面定义了枚举方式；
IEnumerable接口代表该对象具备了可被枚举的性质。

总之，IEnumerable的使用要求类实现IEnumerator。如果您想提供对foreach的支持，那么就实现这两个接口。

最佳实践

• 在嵌套类中实现IEnumerator，这样你可以创建多个枚举器。
• 为IEnumerator的Current方法提供异常处理。
  为什么要这么做？
  如果集合的内容发生变化，则reset方法将被调用，紧接着当前枚举数无效，您将收到一个IndexOutOfRangeException异常(其他情况也可能导致此异常)。所以执行一个Try…Catch块来捕获这个异常并引发InvalidOperationException异常, 提示在迭代时不允许修改集合内容。

这也正是我们常见的在foreach 里面尝试修改迭代对象会报InvalidOperationException异常的原因。

下面以汽车列表为例实现IEnumerator IEnumerable接口

using System;
using System.Collections;
namespace ConsoleEnum
{
    public class cars : IEnumerable
    {
        private car[] carlist;
  
        //Create internal array in constructor.
        public cars()
        {
            carlist= new car[6]
            {
                new car("Ford",1992),
                new car("Fiat",1988),
                new car("Buick",1932),
                new car("Ford",1932),
                new car("Dodge",1999),
                new car("Honda",1977)
            };
        }
        //private enumerator class
        private class  MyEnumerator:IEnumerator
        {
            public car[] carlist;
            int position = -1;

            //constructor
            public MyEnumerator(car[] list)
            {
                carlist=list;
            }
            private IEnumerator getEnumerator()
            {
                return (IEnumerator)this;
            }
            //IEnumerator
            public bool MoveNext()
            {
                position++;
                return (position < carlist.Length);
            }
            //IEnumerator
            public void Reset()
            {
                position = -1;
            }
            //IEnumerator
            public object Current
            {
                get
                {
                    try
                    {
                        return carlist[position];
                    }
                    catch (IndexOutOfRangeException)
                    {
                        throw new InvalidOperationException();
                    }
                }
            }
        }  //end nested class
      public IEnumerator GetEnumerator()
      {
          return new MyEnumerator(carlist);
      }
    }
}

在foreach cars的时候，可以明显看到

• foreach语法糖初次接触cars， 实际会进入cars实现的 GetEnumerator()方法
• foreach每次迭代，实际会进入Current属性的get访问器