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深入解析C#中的yield return:为什么它比return更高效?

深入解析C#中的yield return:为什么它比return更高效? dotNET跨平台
2025-11-07
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导读:当你刚开始用C#编程时,return感觉就像是逻辑中很自然的一部分。你计算某些内容,然后将其返回。但在某些

 

当你刚开始用C#编程时,return感觉就像是逻辑中很自然的一部分。你计算某些内容,然后将其返回。

但在某些时候,特别是在性能要求高或数据密集型的应用程序中,你会遇到这个不太熟悉的"亲戚":yield return。

你的第一反应可能是:

"既然return已经能完成工作,为什么还要引入新的关键字?"

这个想法很合理——直到你意识到yield不仅仅是关于返回值,而是关于这些值如何以及何时被生成和消费的。

理解return:经典方法

让我们从你已经了解的开始。

当你调用一个使用return的方法时,它会执行内部的所有内容,完成工作,最后给你结果。如果你要返回一个列表,该方法会先在内存中构建整个列表,然后才返回它。

例如,假设你想要1到10之间的所有偶数:

public List<intGetEvenNumbers()
{
    var result = new List<int>();
    for (int i = 1; i <= 10; i++)
    {
        if (i % 2 == 0)
            result.Add(i);
    }
    return result;
}

这个方法在退出之前会构建完整的偶数列表。很简单,对吧?

但想象一下你要获取100万条记录,或者处理10GB的日志文件。突然间,这种"先构建,后返回"的方法就变得缓慢、内存占用高且不灵活。

yield return登场:惰性执行者

这就是yield return登场的时候,它就像一个聪明、懒惰但高效的工人。

yield return不会一次性构建整个结果,而是一次给你一个项目——并等待下一个项目被请求时才继续。

这是相同的偶数示例,但使用yield:

public IEnumerable<intGetEvenNumbers()
{
    for (int i = 1; i <= 10; i++)
    {
        if (i % 2 == 0)
            yield return i;
    }
}

这个方法不会一次性执行所有内容。相反,当你在循环中遍历时,它开始一次一个地产生值。

当你在foreach中调用它时:

foreach (var n in GetEvenNumbers())
{
    Console.WriteLine(n);
}

循环请求第一个项目。方法运行直到第一个yield return,暂停,返回值,然后下次从暂停的地方恢复。

这就像一次阅读一页书,而不是在评论之前一次性阅读整本书。

实际问题:读取日志文件

假设你的应用程序必须读取一个有数百万行的日志文件。如果你使用一个将所有内容读入内存的方法,你会面临速度慢、内存不足崩溃或加载时间长的问题。

public List<stringReadLogs()
{
    var allLines = new List<string>();
    foreach (var line in File.ReadAllLines("logs.txt"))
        allLines.Add(line);

    return allLines;
}

这行代码一次性读取所有内容。

现在与以下代码比较:

public IEnumerable<stringReadLogs()
{
    foreach (var line in File.ReadLines("logs.txt"))
        yield return line;
}

美妙之处?
你现在可以一次处理一行——立即开始打印、过滤或响应,而无需等待整个文件加载完成。

假设你正在构建一个流式传输数据的API

假设你的API向前端发送10,000条用户记录。如果你先创建整个列表然后返回,你的用户需要等待直到所有内容都准备好。这会产生延迟。

使用yield,你可以将数据——一次一个项目——流式传输到客户端。你的API变得响应更快、更快速且内存友好。

无限序列?yield是唯一选择

如果你需要无限生成斐波那契数列怎么办?

使用普通的return,这是不可能的,因为你必须知道要生成多少数据。

使用yield,你可以编写如下代码:

public IEnumerable<intGetFibonacci()
{
    int a = 0, b = 1;
    while (true)
    {
        yield return a;
        int temp = a;
        a = b;
        b = temp + b;
    }
}

它永远不会完成运行,但这就是重点——你可以在方法外部控制需要多少:

foreach (var num in GetFibonacci().Take(10))
    Console.WriteLine(num)
;

幕后到底发生了什么?

当你使用yield return时,C#不会像普通代码那样编译它。相反,它创建一个状态机——一个带有MoveNext()方法的特殊类,它:

  • • 跟踪你离开的位置
  • • 存储局部变量
  • • 从最后一个yield return点恢复

这实现了暂停和恢复行为——这是return无法做到的。

何时使用yield return

在以下情况下使用它:

  • • 你正在处理大型数据集
  • • 你想要避免创建中间集合
  • • 你需要在值可用时立即返回
  • • 你正在构建实时数据管道
  • • 你正在处理可能无限继续的数据(如监控日志、传感器或API分页)

何时不使用yield return

在以下情况下避免使用:

  • • 你需要随机访问数据(result[5])
  • • 你需要重复缓存或重用结果
  • • 在使用之前需要操作整个结果集

在这些情况下,最好使用传统的List 并返回它。

最终要点

如果return像是一次性的呼喊——快速、响亮、最终——
那么yield return就像是一场对话,数据只在需要时逐步到来。

你并不总是需要携带整桶水。
有时候,一次传递一杯水更聪明——这就是yield成为你最好朋友的地方。

 


【声明】内容源于网络
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