Yield Return. Cosa significa?

yield return

L’utilizzo della parola chiave yield return in C# da spesso adito a dubbi in quanto il suo comportamento è peculiare: tale parola chiave indica che l’oggetto che sto ritornando (tipicamente un IEnumerable) si comporta come un iteratore e non come un normale oggetto.

Essendo tale oggetto un iteratore significa che l’oggetto non viene effettivamente creato ma il metodo viene chiamato solo quando l’oggetto viene iterato in un foreach (o in una query LINQ).

Funzionamento

Quando sto ciclando su un oggetto IEnumerable fornito da un metodo con lo yield return ho il seguente comportamento:

  • Il metodo viene chiamato solo alla chiamata del foreach
  • Il metodo viene eseguito fino al primo yield return oggetto
  • L’oggetto viene ritornato e viene memorizzato il punto del metodo dove mi sono fermato in precedenza
  • Alla prossima chiamata di foreach (metodo MoveNext() di IEnumerator) viene richiamato il metodo che ripartirà dove si era fermato prima con le stesse variabili locali
  • Il metodo si fermerà al prossimo yield return
  • Così via fino alla conclusione del metodo
  • E’ inoltre possibile utilizzare yield break per interrompere il ciclo

Questo avviene in quanto il compilatore crea una sorta di macchina a stati interna in cui memorizza lo stato precedente e ricomincia da tale stato per la chiamata successiva del ciclo.

Utilità

L’utilizzo dello yield return al posto del normale return ha un senso in alcuni specifici casi:

  • Quando voglio fornire un IEnumerable di oggetti senza necessariamente creare una classe che lo implementa, come Liste o simili. Sarà il compilatore a fare tutto
  • Quando voglio ridurre il numero di linee di codice facendo che sia il compilatore a memorizzare lo stato
  • Quando voglio far diventare una chiamata sincrona simil-asincrona, in quanto ogni viene chiamato del codice solo quando necessario e non a priori
  • Quando ho una lista enorme da iterare e non voglio leggerla tutta a priori per non occupare RAM

Esempio

Prendiamo due semplici metodi che forniscono la lista dei numeri a 0 a 4, il primo che utilizza lo yield return e il secondo no.

private static IEnumerable<int> RangeZeroToFourYield()
{
    Console.WriteLine("Entro nel metodo RangeZeroToFourYield");
    yield return 0;
    yield return 1;
    yield return 2;
    yield return 3;
    yield return 4;
}

private static IEnumerable<int> RangeZeroToFour()
{
    Console.WriteLine("Entro nel metodo RangeZeroToFour");
    var output = Enumerable.Range(0, 5);
    return output;
}

Si nota già la prima differenza: nel metodo con lo yield return non ho avuto bisogno di istanziare classi IEnumerable, ho ritornato direttamente gli oggetti che lo componevano. Nel secondo metodo invece ho l’istanza della classe IEnumerable.

Per dimostrare la differenza nella chiamata ho scritto il seguente metodo

Console.WriteLine("Ottengo i valori di RangeZeroToFourYield");
var rangeYield = RangeZeroToFourYield();
Console.WriteLine("Non sono entrato nel metodo RangeZeroToFourYield!");
Console.WriteLine("Ottengo i valori di RangeZeroToFour");
var rangeNotYield = RangeZeroToFour();
Console.WriteLine("Con il return normale sono entrato nel metodo RangeZeroToFour!");
foreach (var i in rangeYield)
    Console.Write($"{i} ");
foreach (var i in rangeNotYield)
    Console.Write($"{i} ");
Console.ReadKey();

Chiamandolo ottengo il seguente output:

Ottengo i valori di RangeZeroToFourYield
Non sono entrato nel metodo RangeZeroToFourYield!
Ottengo i valori di RangeZeroToFour
Entro nel metodo RangeZeroToFour
Con il return normale sono entrato nel metodo RangeZeroToFour!
Entro nel metodo RangeZeroToFourYield
0 1 2 3 4
0 1 2 3 4

Come dimostrato, quando ho la prima chiamata al metodo RangeZeroToFourYield questo non viene effettivamente chiamato, se non quando effettivamente itero gli oggetti.

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