C# yield return 實現 [0,100] 完全平方數序列：迭代器模式

需求

使用 yield return 返回 0 到 100 之間的完全平方數：0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100。

實現代碼

public static IEnumerable<int> PerfectSquares() {
    for (int i = 0; i * i <= 100; i++) {
        yield return i * i;
    }
}

// 使用
foreach (var n in PerfectSquares()) {
    Console.WriteLine(n);
}
// 輸出: 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100

原理解析

• yield return 使方法成為**迭代器**，編譯器生成實現 IEnumerable<T> 的狀態機類。
• 調用者 foreach 時，**惰性執行**：每次 MoveNext() 運行到下一個 yield return，產生一個值。
• 無需一次性構建列表，**記憶體常數級**，支援無限序列。

進階：無限平方數序列

public static IEnumerable<int> InfiniteSquares() {
    for (int i = 0; ; i++) // 無限循環
        yield return i * i;
}

// 取前 10 個
var first10 = InfiniteSquares().Take(10).ToList();

總結

yield return 是 C# 實現**惰性序列**的核心語法。完全平方數題目完美展示其「按需計算、狀態保持」特性。面試時能手寫此迭代器，說明掌握 C# 迭代器模式本質。