是否有可能获得 IEnumerator来自 T[]？

Question

假设我想创建一个默认情况下线程安全的集合类。

在内部，该类有一个名为 Values 的受保护 List 属性。

对于初学者来说，让类实现 ICollection 是有意义的。该接口的一些成员非常容易实现；例如，Count 返回 this.Values.Count。

但是实现 ICollection 需要我实现 IEnumerable 以及 IEnumerable （非泛型），这有点棘手用于线程安全的集合。

当然，我总是可以在 IEnumerable.GetEnumerator 和 IEnumerable.GetEnumerator 上抛出 NotSupportedException，但这感觉像是一种逃避大部头书。

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 ，以便以下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，这个实现似乎只是适用于 IEnumerable.GetEnumerator，而不是通用版本（因此上面的代码会抛出 InvalidCastException）。

我的一个想法似乎可行，就是在调用之前将 T[] 返回值从 getValues 转换为 IEnumerable GetEnumerator 就可以了。另一种方法是更改​​ getValues 以首先返回 IEnumerable，然后返回非泛型 IEnumerable.GetEnumerator只需将返回值从 getValues 转换为非泛型 IEnumerable 即可。但我无法真正决定这些方法是否让人感到草率或完全可以接受。

无论如何，有人知道如何去做这件事吗？我听说过 .Synchronized 方法，但它们似乎仅适用于 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？

Answer 1

大多数集合都指定您不能在迭代时向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锁定其他线程，使其无法修改集合。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;
}

这假设可能修改集合的所有其他操作也锁定 this.Values。只要这是真的，你应该没问题。

Answer 2

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。您是否显式实现了非泛型 IEnumerable？即你是否写过

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

另外，你是否尝试过使用迭代器语法实现 IEnumerable 。这应该很简单：

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，为什么它不适合您的需求？

Answer 3

类型 T[] 与其派生的类型 System.Array 具有特殊关系。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）。

System.Array 类型有一个 < code>GetEnumerator() 实例方法，public。此方法返回非泛型 IEnumerator（自 .NET 1 起）。而且System.Array 没有显式的GetEnumerator() 接口实现。这解释了你的观察结果。

但是，当 .NET 2.0 中引入泛型时，进行了一种特殊的“黑客”操作，让 T[] 实现 IList 及其基本接口（其中< code>IEnumerable是一）。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>
    {
    }
  }
}