Какие операторы работают как итераторы в C#

Что проверяют

Знаете ли вы, что yield превращает метод в конечный автомат с отложенным выполнением, и понимаете ли последствия этой ленивости. Следом обычно спрашивают, чем отложенные методы LINQ отличаются от немедленных и почему IEnumerable опасно перечислять дважды.

Как отвечать

Главные конструкции:

• yield return: отдаёт очередной элемент и приостанавливает метод до следующего MoveNext(). Такой метод возвращает IEnumerable<T> или IEnumerator<T>, а с C# 8 ещё и IAsyncEnumerable<T>;
• yield break: завершает последовательность, аналог return для итератора;
• foreach: потребитель итератора. Работает по шаблону: хватает метода GetEnumerator() с MoveNext() и Current, интерфейс не обязателен. В конце вызывает Dispose(), в том числе при break, и тогда отрабатывают блоки finally внутри итератора;
• await foreach: асинхронный перебор IAsyncEnumerable<T>, например постраничное чтение из API или базы.

Под капотом компилятор генерирует скрытый класс, который хранит локальные переменные и номер состояния. Поэтому тело метода не выполняется, пока перебор не начался. Проверка аргументов внутри итератора сработает не при вызове, а при первом MoveNext(), и её выносят во внешний метод, а сам итератор делают локальной функцией.

На том же механизме стоит LINQ to Objects: Where, Select, Take, SelectMany ленивые, а ToList, Count, First, Sum выполняются сразу. OrderBy тоже отложен, но при первом обращении читает всю последовательность.

Ограничения: yield нельзя писать в лямбдах и анонимных методах, у итератора не бывает параметров ref и out, а yield return не ставится в try с блоком catch.

Где спотыкаются

Перечисляют IEnumerable несколько раз. Каждый проход заново выполняет итератор, и если внутри запрос к базе или чтение файла, работа повторяется. Результат материализуют через ToList().

Ждут исключение о неверном аргументе в момент вызова метода, а оно прилетает позже, при первом переборе.

Меняют коллекцию во время перебора и получают InvalidOperationException: перечислитель List<T> проверяет версию коллекции на каждом шаге.