C#のイテレータとは？yield returnによる反復処理の基本を解説

イテレータとは

イテレータ（Iterator）は、コレクションに対して独自の反復処理（イテレーション）を実行するための仕組みです。C#では、yield returnステートメントを使用することで、コレクションの各要素を1つずつ順番に返すことができます。

イテレータは現在の実行位置を記憶しています。そのため、次に反復処理が要求されたときには、前回の続きから次の要素が返されます。この特性により、大量のデータを扱う場合でもメモリ効率の良い処理が可能になります。

サンプルコード

以下は、C#でイテレータを使用する例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace Demo {
    class Program {
        public static IEnumerable<string> display() {
            int[] arr = new int[] {99, 45, 76};

            foreach (var val in arr) {
                yield return val.ToString();
            }
        }

        public static void Main(string[] args) {
            IEnumerable<string> ele = display();
            foreach (var element in ele) {
                Console.WriteLine(element);
            }
        }
    }
}

実行結果

99
45
76

コードの解説

上記の例では、イテレータメソッド display() が yield ステートメントを使って、配列の要素を1つずつ返しています。

public static IEnumerable<string> display() {
    int[] arr = new int[] {99, 45, 76};

    foreach (var val in arr) {
        yield return val.ToString();
    }
}

yield returnが実行されるたびに、現在の要素が呼び出し元へ返され、メソッドの実行状態は一時停止します。そして、次の要素が要求された時点で、ループの途中から処理が再開される仕組みです。

戻り値は IEnumerable<string> 型として受け取られ、foreach ループによって各要素を順番に取り出してコンソールに表示しています。

IEnumerable<string> ele = display();
foreach (var element in ele) {
    Console.WriteLine(element);
}

押さえておきたいポイント

• イテレータは yield return を使って要素を1つずつ返す
• 戻り値の型は IEnumerable<T> または IEnumerator<T> を指定する
• 実行位置が記憶されるため、遅延評価（必要なときに必要な分だけ処理）が可能
• 全要素を一括でメモリに保持しないため、パフォーマンス面でも有利