C#使用yield关键字提升迭代性能与效率

C#使用yield关键字提升迭代性能与效率

编码文章call10242025-03-04 10:48:3019A+A-

前言

yield关键字在C#中简化了数据迭代的方式,实现了按需生成数据,自动维护迭代状态,减少了内存占用,并允许在迭代时执行复杂逻辑。

传统迭代和yield迭代方式对比

咱们来看看传统迭代方式和yield关键字迭代方式对比,是否如传说中的代码实现起来更简洁和高效:

 /// 
/// 传统迭代方式和yield关键字迭代方式对比
///

public static void IteratorComparisonRun()
{
Console.WriteLine("迭代器方法使用yield关键字:");
foreach (var number in GetNumbersWithYield())
{
Console.WriteLine(number);
}

Console.WriteLine("传统迭代方法返回一个List");
var numbers = GetNumbersWithoutYield();
foreach (var number in numbers)
{
Console.WriteLine(number);
}
}

///
/// 迭代器方法使用yield关键字
///

///
public static IEnumerable GetNumbersWithYield()
{
for (int i = 0; i < 6; i++)
{
yield return i;
}
}

///
/// 传统迭代方法返回一个List
///

///
public static List GetNumbersWithoutYield()
{
var numbers = new List();
for (int i = 0; i < 6; i++)
{
numbers.Add(i);
}
return numbers;
}

输出结果:

yield延迟加载按需获取数据

yield关键字可以通过延迟执行的方式,仅在实际需要时生成数据,从而提高了性能和效率。

 /// 
/// yield关键字延迟加载按需获取数据
///

public static void LazyLoadingRun()
{
Console.WriteLine("yield延迟加载按需获取数据 开始...");

foreach (var number in GetEvenNumbers(11))
{
Console.WriteLine($"返回值 === {number} ===");
Thread.Sleep(500);
}

Console.WriteLine("yield延迟加载按需获取数据 结束...");
}

///
/// 使用yield返回偶数的迭代器方法
///

///
public static IEnumerable GetEvenNumbers(int number)
{
for (int i = 1; i < number; i++)
{
Console.WriteLine($"Yielding {i}");
if (i % 2 == 0)
{
yield return i; //只在需要时生成偶数
}
}
}

输出结果:

yield break显式示迭代结束

yield break:显式示迭代结束,如以下示例所示:

 public static void YieldBreakRun()
{
Console.WriteLine(string.Join(" ", TakeWhilePositive(new int[] { 1, 3, 4, 5, -1, 3, 4 })));
//输出:1 3 4 5

Console.WriteLine(string.Join(" ", TakeWhilePositive(new int[] { 9, 8, 7, 6, 5, -5, 88, 100 })));
//输出:9 8 7 6 5
}

public static IEnumerable TakeWhilePositive(IEnumerable numbers)
{
foreach (int n in numbers)
{
if (n > 0)
{
yield return n;
}
else
{
yield break;
}
}
}

什么情况不能使用yield关键字

  • 带有 in、ref 或 out 参数的方法。
  • Lambda 表达式和匿名方法。
  • 在 C# 13 之前,yield 在具有 unsafe 块的任何方法中都无效。从 C# 13 开始,可以在包含 unsafe 块的方法中使用 yield,但不能在 unsafe 块中使用。
  • 不能在catch和finally块中使用yield return和yield break。
  • 不能在具有catch块的try块中使用yield return和yield break。
  • 可以在只有finally块的try块中使用yield return和yield break。

完整示例代码

  • https://github.com/YSGStudyHards/DotNetGuide/tree/main/DotNetGuidePractice

参考文章

  • https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/language-reference/statements/yield

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