C# 每日面试题：索引器（Indexer）和迭代器（Iterator）的区别
这是 C# 中非常高频的一道面试题，尤其在 .NET 中高级/资深岗位中，几乎每次都会问到，因为它考察了你对 C# 语言特性本质、语法糖实现、使用场景以及底层机制的理解。
下面从多个维度完整对比，方便你快速记忆和回答。
一、核心对比表（面试最常用回答框架）
| 维度 | 索引器（Indexer） | 迭代器（Iterator） | 关键区别一句话总结 |
|---|---|---|---|
| 语法关键字 | this[参数] | yield return / yield break | — |
| 本质 | 一种特殊的属性（Property-like） | 一种状态机生成器（编译器生成的 IEnumerator） | 属性 vs 方法生成器 |
| 作用对象 | 类/结构体/接口 | 方法（返回 IEnumerable 或 IEnumerator） | 作用于类型 vs 作用于方法 |
| 主要目的 | 像数组一样用 [] 访问对象内部数据 | 让对象能被 foreach 遍历 | 自定义索引访问 vs 自定义遍历行为 |
| 返回类型 | 任意类型（get 返回，set 接收） | IEnumerable / IEnumerator / IAsyncEnumerable | — |
| 是否可以有参数 | 是（可以多个参数，甚至重载） | 通常无参（foreach 不传参） | 索引器可以参数化 |
| 是否可以只读/只写 | 可以（只写 get 或只写 set） | 通常只读（yield return 产生值） | 索引器更灵活 |
| 编译后真实类型 | 编译成 get_Item / set_Item 方法 | 编译成状态机类（嵌套类 + MoveNext 实现） | 方法 vs 状态机 |
| 是否支持泛型 | 支持 | 支持（IEnumerable） | — |
| 典型使用场景 | 自定义集合、字典式访问、矩阵、配置项 | 自定义集合、延迟计算、文件逐行读取、树遍历 | [] 访问 vs foreach 遍历 |
| 是否可以异步 | 同步为主（C# 8+ 支持索引器 async get） | 支持 async（yield return + IAsyncEnumerable） | 迭代器异步更自然 |
| 性能开销 | 几乎无（直接方法调用） | 有状态机开销（但现代 JIT 优化很好） | 索引器更轻量 |
二、最常见的面试追问 & 标准回答
Q1：请写出索引器和迭代器的典型代码
索引器示例（最常见写法）
public class StringDictionary
{
private Dictionary<string, string> _data = new();
// 索引器（最常见单参数形式）
public string this[string key]
{
get => _data.TryGetValue(key, out var value) ? value : null;
set => _data[key] = value;
}
// 支持多参数索引器（矩阵示例）
public int this[int row, int col]
{
get => /* 计算逻辑 */;
set => /* 计算逻辑 */;
}
}
// 使用
var dict = new StringDictionary();
dict["name"] = "张三"; // 调用 set_Item
string name = dict["name"]; // 调用 get_Item迭代器示例（最常见两种写法）
// 方式1：返回 IEnumerable<T>（最常用）
public IEnumerable<int> GetFibonacci(int count)
{
int a = 0, b = 1;
for (int i = 0; i < count; i++)
{
yield return a;
int temp = a + b;
a = b;
b = temp;
}
}
// 方式2：返回 IEnumerator<T>（较少见，手动控制）
public IEnumerator<int> GetEnumerator()
{
yield return 1;
yield return 1;
yield return 2;
yield return 3;
// ...
}
// 使用
foreach (var num in GetFibonacci(10))
{
Console.WriteLine(num);
}Q2：索引器底层编译成什么？迭代器底层编译成什么？
- 索引器 → 编译成两个方法：
public string get_Item(string key)public void set_Item(string key, string value)- 迭代器 → 编译器生成一个状态机类（嵌套的密封类），实现
IEnumerator<T>接口，包含： - 状态字段（-1=初始，0=开始，1=第一个 yield，…）
- MoveNext() 方法（核心状态跳转逻辑）
- Current 属性
- Dispose 方法（用于 finally 块）
Q3：什么时候用索引器？什么时候用迭代器？
- 用索引器：
- 想让你的类像数组/字典一样使用
obj[key]访问 - 需要对内部集合进行封装访问（类似 Dictionary、List）
- 多维索引（如矩阵、表格、配置表）
- 用迭代器：
- 需要让你的类支持
foreach遍历 - 想实现延迟计算（yield return 按需产生元素）
- 处理大数据量（如逐行读取文件、遍历树、生成无穷序列）
- 希望代码写得更简洁（避免手动实现 IEnumerator）
Q4：索引器和属性（Property）的本质区别？
- 本质相同：索引器就是带参数的属性
- 语法区别：属性用
.访问，索引器用[]访问 - 使用习惯：属性通常表示“成员”，索引器通常表示“集合中的元素”
Q5：C# 中支持异步迭代器的场景？
C# 8.0+ 支持 IAsyncEnumerable<T> + yield return
public async IAsyncEnumerable<int> GetNumbersAsync()
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
await Task.Delay(100);
yield return i;
}
}
// 使用
await foreach (var num in GetNumbersAsync())
{
Console.WriteLine(num);
}三、总结一句话回答模板（面试 30 秒版本）
“索引器是让类支持像数组一样使用 obj[key] 访问的语法糖，本质是编译成 get_Item / set_Item 方法，主要用于自定义集合的元素访问；迭代器是让类支持 foreach 遍历的语法糖，通过 yield return 实现，本质是编译器生成一个状态机类（实现 IEnumerator），主要用于延迟计算和自定义遍历逻辑。简单说：索引器 = 自定义 [] 访问，迭代器 = 自定义 foreach 行为。”
需要我继续补充：
- 索引器重载、接口索引器写法
- 迭代器在 LINQ 中的作用
- yield return 的性能分析与状态机反编译
- 实际项目中常见的坑
告诉我，我们继续深入！
