Question

（抱歉标题模糊;想不出更好的事情。请随意改写。）

因此，假设我的函数或属性返回IEnumerable<T>：

public IEnumerable<Person> Adults
{
  get
  {
    return _Members.Where(i => i.Age >= 18);
  }
}

如果我在此属性上运行foreach而没有实际实现返回的可枚举：

foreach(var Adult in Adults)
{
  //...
}

是否存在一条规则来管理IEnumerable<Person>是否将实现为数组或列表或其他内容？

在不调用Adults或List<Person>的情况下将ToList()投射到ToArray()或数组也是安全的吗？

修改

许多人花了很多精力回答这个问题。感谢他们所有人。然而，这个问题的要点仍然没有答案。让我详细介绍一下：

我理解foreach不要求目标对象是数组或列表。它甚至不需要是任何类型的集合。它需要的目标对象是实现枚举。但是，如果我检查目标对象的值，它会显示实际的基础对象是List<T>（就像它在检查盒装字符串对象时显示object (string)一样）。这就是混乱开始的地方。谁进行了这种实现？我检查了底层（Where()函数的源代码），看起来这些函数看起来并不像这样。

所以我的问题在于两个层面。

第一个纯粹是理论上的。与物理学和生物学等许多其他学科不同，在计算机科学中，我们总是清楚地知道某些东西是如何起作用的（回答@zzxyz的最后评论）;所以我试图挖掘创建List<T>的代理以及它如何决定应该选择List而不是Array以及是否有办法从我们的代码中影响该决策。
我的第二个理由是实际的。我可以依赖实际底层对象的类型并将其强制转换为List<T>吗？我需要使用一些List<T>功能，我想知道例如((List<Person>)Adults).BinarySearch()是否和Adults.ToList().BinarySearch()一样安全吗？

我也明白，即使我明确地调用ToList()，它也不会造成任何性能损失。我只是想了解它是如何工作的。无论如何，再次感谢时间;我想我花了太多时间。

Answer 1

一般而言，foreach工作所需要的只是让对象具有可访问的GetEnumerator()方法，该方法返回具有以下方法的对象：

void Reset()
bool MoveNext()
T Current { get; private set; } // where `T` is some type.

您甚至不需要IEnumerable或IEnumerable<T>。

这段代码可以在编译器找出所需的一切时使用：

void Main()
{
    foreach (var adult in new Adults())
    {
        Console.WriteLine(adult.ToString());
    }
}

public class Adult
{
    public override string ToString() => "Adult!";
}

public class Adults
{
    public class Enumerator
    {
        public Adult Current { get; private set; }
        public bool MoveNext()
        {
            if (this.Current == null)
            {
                this.Current = new Adult();
                return true;
            }
            this.Current = null;
            return false;
        }
        public void Reset() { this.Current = null; }
    }
    public Enumerator GetEnumerator() { return new Enumerator(); }
}

具有适当的可枚举性使得该过程更容易且更稳健地工作。上述代码的惯用版本更为：

public class Adults
{
    private class Enumerator : IEnumerator<Adult>
    {
        public Adult Current { get; private set; }

        object IEnumerator.Current => this.Current;

        public void Dispose() { }

        public bool MoveNext()
        {
            if (this.Current == null)
            {
                this.Current = new Adult();
                return true;
            }
            this.Current = null;
            return false;
        }

        public void Reset()
        {
            this.Current = null;
        }
    }
    public IEnumerator<Adult> GetEnumerator()
    {
        return new Enumerator();
    }
}

这使Enumerator成为私人类，即private class Enumerator。接口然后完成所有艰苦的工作 - 甚至不可能在Enumerator之外获得对Adults类的引用。

关键是你在编译时不知道类的具体类型是什么 - 如果你这样做，你甚至可能无法投射它。

界面就是你所需要的，如果你考虑我的第一个例子，即使这不是严格正确的。

如果您想要List<Adult>或Adult[]，则必须分别致电.ToList()或.ToArray()。

Answer 2

任何接口都没有默认具体类型这样的东西接口的整个要点是保证属性，方法，事件或索引器，用户无需了解实现它的具体类型。

使用界面时，您可以知道的是此界面声明的属性，方法，事件和索引器，以及您实际需要知道的所有内容。这只是封装的另一个方面 - 与使用类的方法时相同，您不需要知道该方法的内部实现。

在评论中回答你的问题：

谁决定具体类型以防我们不这样做，就像我上面那样？

创建实现该接口的实例的代码。既然你不能var Adults = new IEnumerable<Person> - 它必须是某种具体类型。

据我在source code中看到linq的可枚举扩展程序 - where会返回Iterator<TSource>的实例或WhereEnumerableIterator<TSource>的实例。我没有进一步检查这些类型究竟是什么，但我几乎可以保证他们都实现了IEnumerable，或者微软的人们正在使用不同的c＃编译器然后我们其他人...： - ）

Answer 3

以下代码有希望强调为什么您和编译器都不能假设基础集合：

public class OneThroughTen : IEnumerable<int>
{
    private static int bar = 0;
    public IEnumerator<int> GetEnumerator()
    {
        while (true)
        {
            yield return ++bar;
            if (bar == 10)
                { yield break; }
        }
    }
    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() { return GetEnumerator(); }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        IEnumerable<int> x = new OneThroughTen();
        foreach (int i in x)
            { Console.Write("{0} ", i); }
    }
}

当然是输出：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

注意，上面的代码在调试器中的表现非常差。我不知道为什么。这段代码表现得很好：

public IEnumerator<int> GetEnumerator()
{
  while (bar < 10)
  {
    yield return ++bar;
  }
  bar = 0;
}

（我使用static bar强调OneThroughTen不仅没有特定的集合，也没有任何集合，实际上没有任何实例数据。我们可以很容易地返回10个随机数，这可能是一个更好的例子，现在我想起来了）））

Answer 4

从您编辑的问题和评论中，您听起来就像了解使用IEnumerable的一般概念，并且您不能假设“列表对象支持所有IEnumerable对象”。你真正的问题是在调试器中让你感到困惑的事情，但我们真的无法准确理解你所看到的是什么。也许屏幕截图有帮助吗？

这里我有5个IEnumerable<int>变量，我以各种方式分配，以及“Watch”窗口如何描述它们。这表明你有困惑吗？如果没有，你能构建一个类似的短程序和截图吗？

IEnumerable的默认具体类型是什么

修改

4 个答案: