目的

详细理清IEnumerator、IEnumerable、IQuerable三个接口之间的联系与区别

继承关系：IEnumerator->IEnumerable->IQuerable

IEnumerator：枚举器

包含了枚举器含有的方法，谁实现了IEnuemerator接口中的方法，就可以自定义成为一个枚举器。

 public interface IEnumerator
    {
        [__DynamicallyInvokable]
        object Current
        {
            [__DynamicallyInvokable]
            get;
        }

        [__DynamicallyInvokable]
        bool MoveNext();

        [__DynamicallyInvokable]
        void Reset();
    }

实现了IEnumerator接口，就可以获得Current、MoveNext、以及Reset方法，可以实现迭代遍历等操作。
1.Current 返回序列中当前位置项的属性
2.MoveNext 把枚举器位置前进到集合的下一项中
3.Reset 把位置重置为原始状态的方法

public interface IEnumerable
    {
        [DispId(-4)]
        [__DynamicallyInvokable]
        IEnumerator GetEnumerator();
    }

IEnumerator就是一个枚举器，包含的方法可以遍历元素。IEnumerable、IQuerable接口中都含有可以获取IEnumerator这个枚举器的GetEnumerator()方法，通过实现GetEnumerator方法来返回对象的枚举器。

IEnumerable接口：获取IEnumerator枚举器

IEnumerable是.NET Framework中的一个基础接口，用于遍历集合中的元素。它提供了一种通用的数据遍历方法，不依赖于数据的具体类型或结构。实现了IEnumerable接口的类或集合可以使用foreach语句进行遍历。枚举器提供了对集合中元素的逐个访问，以此来实现对集合的迭代。 使用 IEnumerable 接口可以使你的集合类通过 foreach 循环来遍历。foreach 循环会自动调用集合的 GetEnumerator() 方法，然后使用枚举器来逐个访问集合中的元素。

实现了IEnumerable接口的类是可枚举类，IEnumerable只有一个成员-GetEnumerator 方法，返回一个对象的枚举器。

IQuerable接口：同样获取IEnuerator枚举器

IQueryable接口继承自IEnumerable，并为其添加了查询功能。IQueryable主要用于LINQ（Language Integrated Query）查询，它允许开发者使用类似于SQL的语法来查询和操作数据。与IEnumerable不同，IQueryable的查询是可以被优化的，因为它允许查询提供程序在查询执行前分析和优化查询表达式。

IEnumerable与IQuerable接口区别

这两个接口都是用于枚举一系列的元素，但它们的工作方式和应用场景有很大的不同，主要体现在它们如何处理查询和数据访问。

IEnumerable

• 定义：IEnumerable<T>是一个在.NET Framework中用于表示可枚举对象的泛型接口。它定义了一个方法GetEnumerator()，该方法返回一个IEnumerator<T>对象，用于遍历集合中的元素。
• 使用场景：通常用于内存中的集合，如List、Array等。
• 扩展方法：LINQ to Objects扩展方法（如Select、Where等）在IEnumerable<T>上操作，它们接受委托（如Func<T, TResult>）作为参数，直接在内存中的集合上执行操作。
• 性能：因为这些操作是在内存中直接执行的，所以它们的执行速度通常很快，但可能会受到内存大小和集合大小的限制。

IQueryable

• 定义：IQueryable<T>是IEnumerable<T>的扩展，用于支持查询功能。它定义了Expression和ElementType属性，以及Provider和Execute方法。IQueryable<T>通常用于支持查询提供者的集合，如数据库或XML数据源。
• 使用场景：主要用于数据源查询，如数据库查询，允许延迟执行和查询优化。
• 扩展方法：虽然IQueryable<T>也支持类似Select、Where等LINQ扩展方法，但这些方法接受的是Expression<Func<T, TResult>>（或类似的表达式类型）作为参数，而不是简单的Func<T, TResult>。这些表达式被转换成表达式树（Expression Trees），然后可以由查询提供者（如LINQ to SQL或Entity Framework）转换成特定于数据源的查询语言（如SQL）。
• 性能：因为查询被转换为针对数据源优化的形式（如SQL查询），所以这些查询可能在执行时更加高效，尤其是在处理大量数据时。然而，构建和执行这些查询可能会比直接在内存中处理数据要慢一些。

IEnumerable

public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate);  
public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, int, bool> predicate); 

IQuerable

public static IQueryable<TSource> Where<TSource>(this IQueryable<TSource> source, Expression<Func<TSource, bool>> predicate);  
public static IQueryable<TSource> Where<TSource>(this IQueryable<TSource> source, Expression<Func<TSource, int, bool>> predicate);  

在这两个接口的扩展方法中，一个传入的是Func委托，另一个传入的是包装了Func委托的表达式树，表达式树会对查询进行优化，而不是会像前者直接加载到内存中，在进行查询等操作。所以提升了查询效率。

执行时机与性能
IEnumerable：当遍历IEnumerable集合时，数据会被立即加载到内存中，并且查询操作在内存中进行，处理大量数据，可能会消耗大量的内存资源，此外，IEnumerable的查询操作通常不会被优化。
IQuerable：与IEnumerable不同，IQueryable的查询操作是在查询执行时才进行的，而不是在定义查询时。这使得IQueryable能够支持延迟执行（deferred execution）和查询优化。对于大型数据集或远程数据源（如数据库），这种特性可以显著提高性能。

使用场景
IEnumerable
适用于内存中的数据集合，如数组、列表等。当数据量不大，或者需要立即执行查询操作时，使用IEnumerable是合适的。
IQuerable
适用于可以优化的远程数据源，如数据库、Web服务等。当处理大量数据或需要延迟执行查询时，使用IQueryable更为高效。

总结

主要区别在于IQueryable<T>支持将LINQ查询转换为针对数据源优化的查询（如SQL查询），而IEnumerable<T>则在内存中直接操作集合。这种差异导致了在IQueryable<T>的扩展方法中使用Expression<Func<T, TResult>>而不是Func<T, TResult>，因为表达式树可以被查询提供者转换为特定于数据源的查询语言。IEnumerable适用于内存中的数据集合，而IQueryable则更适用于可以优化的远程数据源。