Цикл foreach при работе с коллекциями и массивами?

Question

[BadCats]

Всем привет. Начал ищучение коллекцийи цикла foreach приминяемого для работы с ними.
Имеется банальный, так сказать тренировачный пример:
Модуль element.cs

// Экземпляры этого класса будет содержать коллекция - UserCollection. 
    public class Element
    {
        // Поля.
 
        private string name;
        private int field1;
        private int field2;
 
        // Конструктор.
        public Element(string s, int a, int b)
        {
            name = s;
            field1 = a;
            field2 = b;
        }
 
        // Свойства.
 
        public int Field1
        {
            get { return field1; }
            set { field1 = value; }
        }
 
        public int Field2
        {
            get { return field2; }
            set { field2 = value; }
        }
 
        public string Name
        {
            get { return name; }
            set { name = value; }
        }
    }

модуль UserCollections.cs

// Класс UserCollection коллекция (набор) объектов класса Element.
    // Для применения foreach, необходимо, чтобы класс реализовывал интерфейс - IEnumerable.
    public class UserCollection : IEnumerable, IEnumerator
    {
        public Element[] elementsArray = null;
 
        public UserCollection()
        {
            elementsArray = new Element[4];
            elementsArray[0] = new Element("A", 1, 10);
            elementsArray[1] = new Element("B", 2, 20);
            elementsArray[2] = new Element("C", 3, 30);
            elementsArray[3] = new Element("D", 4, 40);
        }
        
        // Указатель текущей позиции элемента в массиве.
        int position = -1;  
 
        // ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        // Реализация интерфейса IEnumerator.
 
        // Передвинуть внутренний указатель (position) на одну позицию.
        public bool MoveNext()
        {
            if (position < elementsArray.Length - 1)
            {
                position++;
                return true;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }
 
        // Установить указатель (position) перед началом набора.
        public void Reset()
        {
            position = -1;
        }
 
        // Получить текущий элемент набора. 
        public object Current
        {
            get { return elementsArray[position]; }
        }
 
        // -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
        // Реализация интерфейса - IEnumerable.
 
        IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
        {
            return this as IEnumerator;
        }
    }

Модуль Program.cs

UserCollection myCollection = new UserCollection();
         
            // Используем foreach, для обращения к каждому объекту Element внутри массива myCollection. 
            foreach (Element element in myCollection)
            {
                Console.WriteLine("Name: {0}  Field1: {1} Field2: {2}", element.Name, element.Field1, element.Field2);
            }
 
            //myCollection.Reset(); // Убрать комментарий для проверки.
 
            Console.Write(new string('-', 29) + "\n");
 
            // Используем foreach, для повторного обращения к каждому объекту Element внутри массива myCollection.
            foreach (Element element in myCollection)
            {
                Console.WriteLine("Name: {0}  Field1: {1} Field2: {2}", element.Name, element.Field1, element.Field2);
            }
 
            Console.Write(new string('-', 29) + "\n");

при работе которго, на экран выводится следующие: см. рисунок 1

Если же мы снимаем комментарий со строки(см рисунок 2)
myCollection.Reset();
- которая сбрасывает указатель position до -1 т.е ха пределлы нашей коллекции, что и дает возможность выванному после этого еще одному циклу foreach заново пробежатся по нашей коллекции и извлекая ее элементы, а затем при кажой итерации помещая каждый элемент в переменную итерации - выводить на экран значение извлеченного элемента коллекции. А когда вышеописаннная строка была закоментированна, то после первого цикла foreach, второй не срабатывал - т.к указатель position уже и так был в конце нашей коллекции.

После этого автор видеокурса, который я смотрю предлагает рассмотреть работу цикла foreach вместе с массивом а не с коллекциями.

int [] array={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}
 
foreach(int titem in array)
{
Console.Writeline(item);
}

Затем копирует данный цикл foreach , и не вставляя между ними Reset(); - используя два цикла foreach "подряд" без промежутка в виде Reset();
Самое интрестное, что автор говорит, цитирую - "На самом деле, все массывы в C# - являются настоящими коллекциями. В C# не существует массивов - это всего лишь иллюзия и удобный синтаксис."
Аргументируя это вот чем:

public abstract class Array : ICloneable, IList, ICollection, IEnumerable, IStructuralComparable, IStructuralEquatable

что класс Array реалезует интерфейс IEnumerable - здесь же на форуме я уже спрашивал об этом интерфейсе Содержимое интерфейса IEnumerable.
Но вот в чем мой вопрос:Почему в "обычных" коллекциях - т.е которые мы создаем сами нужно сбрасывать position для повторного проходп ро коллекции с помощью цикла foreach еще раз, а в обычном массиве, который по славам автора также является коллекцие - мы не производим этого действия? (правда в строение класса Array я не углублялся и не знаю, присутствует ли в нем вообще некий указатель? Может хоть и класс Array и реалезует интерфейс IEnumerable в нем (в классе) может не существовать подобного механизма - я не знаю)

Answer 1

[Андрей]

Вы перепутали понятия "коллекция" и "перечислитель".

Обычно коллекция хранит элементы, а перечислитель - ссылку на перечисляемую коллекцию и текущее положение в ней. Каждый раз, когда вы используете стандартную коллекцию (массив, список и т.д.) в foreach, создается новый перечислитель. Поэтому сбрасывать состояние не надо. Вы же сделали химеру из коллекции и ее собственного перечислителя (return this as IEnumerator), поэтому вам приходится сбрасывать состояние руками.

Это очень плохой код. Решение - не создавайте собственные коллекции вообще. Еще с C# 2.0 существуют универсальные обобщенные коллекции - List<T>, Dictionary<TKey, TValue> и множество других, которые следует использовать.

Answer 2

[Никита]

Enumerator обычно реализовывается в закрытом вложенном классе, в методах которого вы просто используете экземпляр вашей коллекции. Для написания полноценной коллекции на основе массива можно воспользоваться обобщенными интерфейсами ICollection<T> / IList<T>. Для словарей - IDictionary<TKey, TValue> и т. д. Не соглашусь с предыдущим решением "не создавайте собственные коллекции вообще" - коллекции нужно создавать, стандартные не всегда подходят для реализации некоторых моделей. Например, для WPF есть ObservableCollection<T>, а что если нужен отслеживаемый словарь?

Comments

[Роман]

Кстати для foreach не обязательно наследование от IEnumerable, достаточно наличия метода GetEnumerator. "Утиная" типизация также работает и с перечислитилем, достаточно метода MoveNext и свойства Current. https://habrahabr.ru/post/41377/

[Андрей]

Отслеживаемый словарь - это отдельная структура данных, а не коллекция. Ее создание вполне оправдано, если существующие не устраивают.