6. yield return 이터레이터의 상태 머신과 지연 실행

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// [언어 내부동작 문제] C# - yield return 이터레이터의 상태 머신과 지연 실행
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// 주제: yield return 으로 만든 이터레이터가 컴파일러가 생성한 상태 머신으로 어떻게
//       동작하는지, "지연 실행(deferred execution)" 이 무엇을 의미하는지.
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// 과제(코드를 고치는 문제가 아니라, 출력과 내부 동작을 예측·설명하는 문제):
//   1) Main 의 전체 콘솔 출력을 줄 단위로 정확히 예측하라. 특히 "created" 와 "start" 중
//      무엇이 먼저 출력되는가?
//   2) 같은 시퀀스(seq)를 두 번 foreach 로 열거하면 "start"/"end" 가 몇 번 출력되는가?
//      그 이유를 상태 머신(MoveNext/Current) 관점에서 설명하라.
//   3) WithThrow() 를 "호출만" 하고 열거하지 않으면 예외가 나는가? 열거를 시작하면
//      언제 예외가 관측되는가?
//   4) LINQ 의 Where/Select 같은 연산이 이 "지연 실행" 과 어떻게 연결되는지 설명하라.
//   (먼저 직접 예측을 적은 뒤 answer.md 와 대조할 것)
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using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static IEnumerable<int> Numbers()
    {
        Console.WriteLine("start");
        for (int i = 0; i < 3; i++)
        {
            Console.WriteLine($"yield {i}");
            yield return i;
        }
        Console.WriteLine("end");
    }

    static IEnumerable<int> WithThrow()
    {
        Console.WriteLine("before first yield");
        yield return 1;
        throw new InvalidOperationException("boom");
    }

    static void Main()
    {
        var seq = Numbers();                 // (1) 이 시점에 "start" 가 출력되는가?
        Console.WriteLine("created");

        foreach (var n in seq)
            Console.WriteLine($"got {n}");

        Console.WriteLine("--- second pass ---");
        foreach (var n in seq)               // (2) 같은 seq 재열거
            Console.WriteLine($"got {n}");

        Console.WriteLine("--- throwing iterator ---");
        var bad = WithThrow();               // (3) 호출만. 예외가 나는가?
        Console.WriteLine("called WithThrow");
        // 이후 bad 를 열거하면 어떻게 되는지 예측하라.
    }
}