C# 在编写迭代器方法时避免复制大型结构参数

我有一个大型结构，我知道从分析，是昂贵的复制。我使用关键字中的

传递此结构的实例，效果非常好

现在我想把它作为一个参数传递给迭代器方法，迭代器方法本身将值传递给其他迭代器方法，但是不允许在

中使用

，这意味着每次将值传递给方法时都会复制该值

这里的上下文是一个包含视频游戏保存状态的结构，迭代器方法是一种“加载”方法，它在Unity游戏引擎（使用迭代器实现协同程序）中将保存数据的处理扩展到多个帧。荷载法很复杂，因此需要将其分解为几种方法

例如：

struct SaveData{
    // large data
}

// Async loading - can spread processing across frames (yay!) but copies lots of data (boo!)

IEnumerator LoadAsync(SaveData saveData) {// wish I could use 'in' here!
    // use some part of saveData
    yield return;
    // use more of saveData
    yield return InnerLoad(saveData); // wish I could use 'in' here!
}

IEnumerator InnerLoadAsync(SaveData saveData) {// wish I could use 'in' here!
    // use saveData
    yield return;
}


// Synchronous loading - very efficient (yay!) but blocks, causing an unacceptably long delay (boo!)

void LoadSynchronous(in SaveData saveData){
    // use some part of saveData
    // use more of saveData
    InnerLoadSynchronous(in saveData);
}

void InnerLoadSynchronous(in SaveData saveData){
    // use saveData
}

我理解为什么一般情况下，

中的

不允许迭代器使用（例如，如果迭代器/协同程序超过了值的所有者怎么办？），因此我可以理解为什么最外层的迭代器函数需要一个副本。但是对于内部调用，因为它们是用
产生返回的
调用的，所以内部迭代器不会比内部迭代器更久，所以似乎应该有某种方法在
中使用

这里有没有我缺少的语言特性，或者我可以用一个很好的模式来解决这个问题？我认为用外部类包装这个类型会有用，但是它看起来有点混乱，当然仍然需要一个副本，因为我不能在
成员中拥有
ref
或

但是对于内部调用，因为它们是用yield-return调用的，所以内部迭代器不会比内部迭代器更久，所以看起来应该有一些方法在中使用

你错过了什么。让我们举一个简单的例子：

public class C
{
    public static void Main()
    {
        var enumerator = Outer(3);

        Console.WriteLine("Enumerating 1");
        enumerator.MoveNext();

        Console.WriteLine("Enumerating 2");
        enumerator.MoveNext();

        var innerEnumerator = (IEnumerator)enumerator.Current;

        Console.WriteLine("Enumerating Inner 1");
        innerEnumerator.MoveNext();
    }
    
    public static IEnumerator Outer(int i)
    {
        yield return null;
        Console.WriteLine("Yielding Inner");
        yield return Inner(i);
    }
    
    public static IEnumerator Inner(int i)
    {
        Console.WriteLine($"Inner {i}");
        yield break;   
    }
}

这张照片是：

Enumerating 1
Enumerating 2
Yielding Inner
Enumerating Inner 1
Inner 3

（）

正如您所看到的，
internal
不是直接枚举的。
internal
的编译器生成实现将编译器生成的
IEnumerable
返回给
Outer
的调用者，直到调用者显式调用
MoveNext
，才执行
internal
的主体

但是，
internal
调用得更早。编译器生成了完整执行的
内部
的实现，并在上面生成内部
的
之后返回生成的
IEnumerator
。因此
internal
需要将变量
i
存储在编译器生成的类中的某个位置，这就是为什么它不能在
中
如果它太大，并且到处都通过ref传递它，那么基本上将它视为存储在托管堆之外的某个位置的引用类型。为什么不能将其转换为引用类型？这其中的每一点都在喊“值类型是错误的选择”。如果您需要它成为值类型，那么您必须将
Load
方法作为正确的状态机来实现，而不是依赖编译器为您生成状态机。然后每次调用时都可以将SaveData中的
传递到状态机的
MoveNext
方法中。@madreflection-“存储在托管堆以外的地方”是一句非常有用的话！你说得对，因为它太大了，把它放在书堆上太疯狂了。所以很明显，我应该用引用类型来包装它，我可以不使用“in”来传递它。不过，这并不像在任何地方都使用引用类型那么简单——外部SaveData结构将包含许多部分，如果它们都是引用类型，这将导致堆碎片（这是一个实际观察到的问题，因此我对结构如此着迷！）。我的目标是使用少量的大面积内存。@canton7谢谢！我根本没有考虑过这一点——我将检查Unity是否支持接受参数到
MoveNext
的协同程序，或者我是否可以自己调用IEnumerator方法。我有一种感觉，是Unity调用了
MoveNext
，但可能有一种方法可以绕过它。
Unity
确实调用了
MoveNext
，并且没有办法让C编译器生成一个迭代器方法，该迭代器方法有一个接受任何参数的
MoveNext
方法。我认为没有必要把
SaveData
放在包装类中：为什么不把它变成一个类呢？没有人建议它的所有字段也成为类。这非常有趣，谢谢！不知何故，我已经使用IEnumerator很多年了，但我没有考虑到第一次调用实际上不会执行任何代码！我刚刚检查了Unity的功能，发现它在启动协同程序时总是调用一次
MoveNext
，这可能就是我不知道迭代器的原因。在任何情况下-似乎给出了您的答案，在语言中没有任何方法可以实现这一点，相反，我必须通过包装我的类型来解决它。这是一个众所周知的问题，这意味着如果您从迭代器方法中抛出例如
ArgumentExceptions
，除非有人真的试图列举它们，否则它们不会被抛出，这很糟糕。这就是为什么大多数
IEnumerable
-返回方法将执行参数检查，然后执行
返回内部（args）
，其中
internal
是另一种使用
产生返回的方法，以确保在调用out方法时运行参数检查，而不是当
IEnumerable
第一次被列举为有趣的东西时——谢谢！