为何Enumerator的MoveNext()导致循环挂起？两种写法差异探究

先看这段会导致循环挂起的代码：

var x = new
{
    Items = new List<int> { 1, 2, 3 }.GetEnumerator()
};

while (x.Items.MoveNext())
   Console.WriteLine(x.Items.Current);

而这段代码能正常遍历列表：

var x = new
{
    Items = new List<int> { 1, 2, 3 }
};

var enumerator = x.Items.GetEnumerator();

while (enumerator.MoveNext())
   Console.WriteLine(enumerator.Current);

反编译后的代码如下：

List<int> intList = new List<int>();
intList.Add(1);
intList.Add(2);
intList.Add(3);
var data1 = new <>f__AnonymousType0<List<int>.Enumerator>(intList.GetEnumerator());
while (true)
{
   List<int>.Enumerator items = data1.Items;
   if (items.MoveNext())
   {
     items = data1.Items;
     Console.WriteLine(items.Current);
   }
   else
     break;
}
List<int> Items = new List<int>();
Items.Add(1);
Items.Add(2);
Items.Add(3);
var data2 = new <>f__AnonymousType0<List<int>>(Items);
List<int>.Enumerator enumerator = data2.Items.GetEnumerator();
while (enumerator.MoveNext())
   Console.WriteLine(enumerator.Current);

问题根源 #

核心原因是**List<T>.Enumerator是值类型（struct）**，而非引用类型（class）。

在第一段代码中，匿名类型的Items字段存储的是这个值类型枚举器的实例。每次访问x.Items时，都会返回该枚举器的全新副本：

1. 第一次调用x.Items.MoveNext()，是在副本A上执行操作，副本A的状态前进到第一个元素；
2. 接着调用x.Items.Current，会创建新的副本B——这个副本B仍处于初始未遍历状态，因此Current返回默认值0；
3. 下一轮循环再次访问x.Items.MoveNext()，又会拿到新的副本C，执行MoveNext后状态再次前进到第一个元素，永远无法触发枚举结束的条件，循环也就无限挂起。

而第二段代码里，我们将枚举器实例赋值给变量enumerator，后续所有操作都针对同一个枚举器实例，每次MoveNext都会推进它的状态，遍历完所有元素后循环正常终止。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Metaller