为何含yield的IEnumerable方法异常延迟抛出？如何取消该行为？

问题 #

以下C#代码中的异常仅在枚举返回值时才抛出，这是为什么？如何让编译器取消该延迟执行行为？

public IEnumerable<string> BuildFor(Environment environment)
{
    if (environment == Environment.None)
    {
        throw new Exception($"Impossible to build for environment '{environment}'.");
    }
    string clientId = ClientIds.Api[environment];
    foreach (string scope in scopes)
    {
        yield return $"api://{clientId}/{scope}";
    }
}

原因 #

这是C#编译器对包含yield return的方法的特有处理：

• 编译器会将这类方法转换为状态机实现，当你调用BuildFor时，并不会立即执行方法内部的代码，仅返回一个实现了IEnumerable<string>的状态机对象。
• 只有当你开始枚举这个返回对象（比如通过foreach遍历、调用ToList()/ToArray()等操作）时，状态机才会启动并执行方法内的逻辑，此时参数校验的异常才会被抛出。

解决方法 #

要取消延迟执行，只需移除yield return，改为立即执行所有逻辑并返回已完成的集合，示例代码如下：

方式1：手动构建集合 #

public IEnumerable<string> BuildFor(Environment environment)
{
    if (environment == Environment.None)
    {
        throw new Exception($"Impossible to build for environment '{environment}'.");
    }
    string clientId = ClientIds.Api[environment];
    var resultList = new List<string>();
    foreach (string scope in scopes)
    {
        resultList.Add($"api://{clientId}/{scope}");
    }
    return resultList;
}

方式2：使用LINQ简化 #

public IEnumerable<string> BuildFor(Environment environment)
{
    if (environment == Environment.None)
    {
        throw new Exception($"Impossible to build for environment '{environment}'.");
    }
    string clientId = ClientIds.Api[environment];
    return scopes.Select(scope => $"api://{clientId}/{scope}").ToList();
}

修改后，调用BuildFor方法时会立即执行参数校验和集合构建，异常会在方法调用阶段就抛出，而非等到枚举操作时。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者José Ramírez