Рекурсивное выравнивание списков

Question

Я, вероятно, мог бы написать это сам, но конкретный способ, которым я пытаюсь добиться этого, сбивает меня с толку. Я пытаюсь написать общий метод расширения, похожий на другие, представленные в .NET 3.5, который возьмет вложенный IEnumerable из IEnumerables (и т. Д.) И сведет его в один IEnumerable. У кого-нибудь есть идеи?

В частности, у меня проблемы с синтаксисом самого метода расширения, чтобы я мог работать над алгоритмом выравнивания.

Answer 1

Вот расширение, которое может помочь. Он будет проходить по всем узлам в вашей иерархии объектов и выбирать те, которые соответствуют критериям. Предполагается, что каждый объект в вашей иерархии имеет свойство коллекции , которое содержит его дочерние объекты.

Вот расширение:

/// Traverses an object hierarchy and return a flattened list of elements
/// based on a predicate.
/// 
/// TSource: The type of object in your collection.</typeparam>
/// source: The collection of your topmost TSource objects.</param>
/// selectorFunction: A predicate for choosing the objects you want.
/// getChildrenFunction: A function that fetches the child collection from an object.
/// returns: A flattened list of objects which meet the criteria in selectorFunction.
public static IEnumerable<TSource> Map<TSource>(
  this IEnumerable<TSource> source,
  Func<TSource, bool> selectorFunction,
  Func<TSource, IEnumerable<TSource>> getChildrenFunction)
{
  // Add what we have to the stack
  var flattenedList = source.Where(selectorFunction);

  // Go through the input enumerable looking for children,
  // and add those if we have them
  foreach (TSource element in source)
  {
    flattenedList = flattenedList.Concat(
      getChildrenFunction(element).Map(selectorFunction,
                                       getChildrenFunction)
    );
  }
  return flattenedList;
}

Примеры (юнит-тесты):

Сначала нам понадобится объект и иерархия вложенных объектов.

Простой класс узла

class Node
{
  public int NodeId { get; set; }
  public int LevelId { get; set; }
  public IEnumerable<Node> Children { get; set; }

  public override string ToString()
  {
    return String.Format("Node {0}, Level {1}", this.NodeId, this.LevelId);
  }
}

И метод получения 3-уровневой глубокой иерархии узлов

private IEnumerable<Node> GetNodes()
{
  // Create a 3-level deep hierarchy of nodes
  Node[] nodes = new Node[]
    {
      new Node 
      { 
        NodeId = 1, 
        LevelId = 1, 
        Children = new Node[]
        {
          new Node { NodeId = 2, LevelId = 2, Children = new Node[] {} },
          new Node
          {
            NodeId = 3,
            LevelId = 2,
            Children = new Node[]
            {
              new Node { NodeId = 4, LevelId = 3, Children = new Node[] {} },
              new Node { NodeId = 5, LevelId = 3, Children = new Node[] {} }
            }
          }
        }
      },
      new Node { NodeId = 6, LevelId = 1, Children = new Node[] {} }
    };
  return nodes;
}

Первый тест: выравнивание иерархии, без фильтрации

[Test]
public void Flatten_Nested_Heirachy()
{
  IEnumerable<Node> nodes = GetNodes();
  var flattenedNodes = nodes.Map(
    p => true, 
    (Node n) => { return n.Children; }
  );
  foreach (Node flatNode in flattenedNodes)
  {
    Console.WriteLine(flatNode.ToString());
  }

  // Make sure we only end up with 6 nodes
  Assert.AreEqual(6, flattenedNodes.Count());
}

Это покажет:

Node 1, Level 1
Node 6, Level 1
Node 2, Level 2
Node 3, Level 2
Node 4, Level 3
Node 5, Level 3

Второй тест: получение списка узлов с четным NodeId

[Test]
public void Only_Return_Nodes_With_Even_Numbered_Node_IDs()
{
  IEnumerable<Node> nodes = GetNodes();
  var flattenedNodes = nodes.Map(
    p => (p.NodeId % 2) == 0, 
    (Node n) => { return n.Children; }
  );
  foreach (Node flatNode in flattenedNodes)
  {
    Console.WriteLine(flatNode.ToString());
  }
  // Make sure we only end up with 3 nodes
  Assert.AreEqual(3, flattenedNodes.Count());
}

Это покажет:

Node 6, Level 1
Node 2, Level 2
Node 4, Level 3

Answer 2

Хм ... Я не уверен точно что вы хотите здесь, но вот вариант "одного уровня":

public static IEnumerable<TElement> Flatten<TElement,TSequence> (this IEnumerable<TSequence> sequences)
    where TSequence : IEnumerable<TElement> 
{
    foreach (TSequence sequence in sequences)
    {
        foreach(TElement element in sequence)
        {
            yield return element;
        }
    }
}

Если это не то, что вы хотите, можете ли вы предоставить подпись того, что вы хотите? Если вам не нужна универсальная форма, и вы просто хотите делать то, что делают конструкторы LINQ to XML, это достаточно просто - хотя рекурсивное использование блоков итераторов относительно неэффективно. Что-то вроде:

static IEnumerable Flatten(params object[] objects)
{
    // Can't easily get varargs behaviour with IEnumerable
    return Flatten((IEnumerable) objects);
}

static IEnumerable Flatten(IEnumerable enumerable)
{
    foreach (object element in enumerable)
    {
        IEnumerable candidate = element as IEnumerable;
        if (candidate != null)
        {
            foreach (object nested in candidate)
            {
                yield return nested;
            }
        }
        else
        {
            yield return element;
        }
    }
}

Обратите внимание, что это будет относиться к строке как к последовательности символов, однако - вы можете захотеть, чтобы строки в специальном случае были отдельными элементами вместо их выравнивания, в зависимости от варианта использования.

Это помогает?

Answer 3

Я думал, что поделюсь полным примером с обработкой ошибок и подходом с одной логикой.

Рекурсивное выравнивание так же просто, как:

Версия LINQ

public static class IEnumerableExtensions
{
    public static IEnumerable<T> SelectManyRecursive<T>(this IEnumerable<T> source, Func<T, IEnumerable<T>> selector)
    {
        if (source == null) throw new ArgumentNullException("source");
        if (selector == null) throw new ArgumentNullException("selector");

        return !source.Any() ? source :
            source.Concat(
                source
                .SelectMany(i => selector(i).EmptyIfNull())
                .SelectManyRecursive(selector)
            );
    }

    public static IEnumerable<T> EmptyIfNull<T>(this IEnumerable<T> source)
    {
        return source ?? Enumerable.Empty<T>();
    }
}

Версия без LINQ

public static class IEnumerableExtensions
{
    public static IEnumerable<T> SelectManyRecursive<T>(this IEnumerable<T> source, Func<T, IEnumerable<T>> selector)
    {
        if (source == null) throw new ArgumentNullException("source");
        if (selector == null) throw new ArgumentNullException("selector");

        foreach (T item in source)
        {
            yield return item;

            var children = selector(item);
            if (children == null)
                continue;

            foreach (T descendant in children.SelectManyRecursive(selector))
            {
                yield return descendant;
            }
        }
    }
}

Проектные решения

Я решил:

• запретить выравнивание нуля IEnumerable, это можно изменить, удалив исключение и:
  • добавление source = source.EmptyIfNull(); до return в 1-й версии
  • добавление if (source != null) до foreach во 2-й версии
• разрешить возврат пустой коллекции селектором - таким образом я снимаю ответственность с вызывающей стороны, чтобы убедиться, что список детей не пуст, это можно изменить с помощью:
  • удаление .EmptyIfNull() в первой версии - обратите внимание, что SelectMany завершится ошибкой, если селектор вернет значение null
  • удаление if (children == null) continue; во второй версии - обратите внимание, что foreach потерпит неудачу при нулевом IEnumerable параметре
• разрешить фильтрацию дочерних элементов с предложением .Where на стороне вызывающего абонента или внутри дочернего селектора вместо передачи параметра дочернего фильтра :
  • это не повлияет на эффективность, потому что в обеих версиях это отложенный вызов
  • это будет смешивать другую логику с методом, и я предпочитаю разделять логику

Пример использования

Я использую этот метод расширения в LightSwitch, чтобы получить все элементы управления на экране:

public static class ScreenObjectExtensions
{
    public static IEnumerable<IContentItemProxy> FindControls(this IScreenObject screen)
    {
        var model = screen.Details.GetModel();

        return model.GetChildItems()
            .SelectManyRecursive(c => c.GetChildItems())
            .OfType<IContentItemDefinition>()
            .Select(c => screen.FindControl(c.Name));
    }
}

Answer 4

Разве не для этого [SelectMany] [1]?

enum1.SelectMany(
    a => a.SelectMany(
        b => b.SelectMany(
            c => c.Select(
                d => d.Name
            )
        )
    )
);

Answer 5

Вот модифицированный ответ Джона Скита , разрешающий более одного уровня:

static IEnumerable Flatten(IEnumerable enumerable)
{
    foreach (object element in enumerable)
    {
        IEnumerable candidate = element as IEnumerable;
        if (candidate != null)
        {
            foreach (object nested in Flatten(candidate))
            {
                yield return nested;
            }
        }
        else
        {
            yield return element;
        }
    }
}

отказ от ответственности: я не знаю C #.

То же самое в Python:

#!/usr/bin/env python

def flatten(iterable):
    for item in iterable:
        if hasattr(item, '__iter__'):
            for nested in flatten(item):
                yield nested
        else:
            yield item

if __name__ == '__main__':
    for item in flatten([1,[2, 3, [[4], 5]], 6, [[[7]]], [8]]):
        print(item, end=" ")

Он печатает:

1 2 3 4 5 6 7 8 

Answer 6

Функция:

public static class MyExtentions
{
    public static IEnumerable<T> RecursiveSelector<T>(this IEnumerable<T> nodes, Func<T, IEnumerable<T>> selector)
    {
        if(nodes.Any())
            return nodes.Concat(nodes.SelectMany(selector).RecursiveSelector(selector));

        return nodes;
    } 
}

Использование:

var ar = new[]
{
    new Node
    {
        Name = "1",
        Chilren = new[]
        {
            new Node
            {
                Name = "11",
                Children = new[]
                {
                    new Node
                    {
                        Name = "111",

                    }
                }
            }
        }
    }
};

var flattened = ar.RecursiveSelector(x => x.Children).ToList();

Answer 7

Хорошо, вот еще одна версия, которая объединена из примерно трех ответов выше.

Рекурсивный. Использует урожай. Generic. Дополнительный фильтр предиката. Опциональная функция выбора. Примерно так кратко, как я мог это сделать.

    public static IEnumerable<TNode> Flatten<TNode>(
        this IEnumerable<TNode> nodes, 
        Func<TNode, bool> filterBy = null,
        Func<TNode, IEnumerable<TNode>> selectChildren = null
        )
    {
        if (nodes == null) yield break;
        if (filterBy != null) nodes = nodes.Where(filterBy);

        foreach (var node in nodes)
        {
            yield return node;

            var children = (selectChildren == null)
                ? node as IEnumerable<TNode>
                : selectChildren(node);

            if (children == null) continue;

            foreach (var child in children.Flatten(filterBy, selectChildren))
            {
                yield return child;
            }
        }
    }

Использование:

// With filter predicate, with selection function
var flatList = nodes.Flatten(n => n.IsDeleted == false, n => n.Children);

Answer 8

Мне пришлось реализовать мой с нуля, потому что все предоставленные решения сломались бы в случае, если есть цикл, то есть дочерний элемент, который указывает на своего предка. Если у вас есть те же требования, что и у меня, пожалуйста, обратите внимание на это (также дайте мне знать, если мое решение сломается в каких-либо особых обстоятельствах):

Как использовать:

var flattenlist = rootItem.Flatten(obj => obj.ChildItems, obj => obj.Id)

Код:

public static class Extensions
    {
        /// <summary>
        /// This would flatten out a recursive data structure ignoring the loops. The end result would be an enumerable which enumerates all the
        /// items in the data structure regardless of the level of nesting.
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T">Type of the recursive data structure</typeparam>
        /// <param name="source">Source element</param>
        /// <param name="childrenSelector">a function that returns the children of a given data element of type T</param>
        /// <param name="keySelector">a function that returns a key value for each element</param>
        /// <returns>a faltten list of all the items within recursive data structure of T</returns>
        public static IEnumerable<T> Flatten<T>(this IEnumerable<T> source,
            Func<T, IEnumerable<T>> childrenSelector,
            Func<T, object> keySelector) where T : class
        {
            if (source == null)
                throw new ArgumentNullException("source");
            if (childrenSelector == null)
                throw new ArgumentNullException("childrenSelector");
            if (keySelector == null)
                throw new ArgumentNullException("keySelector");
            var stack = new Stack<T>( source);
            var dictionary = new Dictionary<object, T>();
            while (stack.Any())
            {
                var currentItem = stack.Pop();
                var currentkey = keySelector(currentItem);
                if (dictionary.ContainsKey(currentkey) == false)
                {
                    dictionary.Add(currentkey, currentItem);
                    var children = childrenSelector(currentItem);
                    if (children != null)
                    {
                        foreach (var child in children)
                        {
                            stack.Push(child);
                        }
                    }
                }
                yield return currentItem;
            }
        }

        /// <summary>
        /// This would flatten out a recursive data structure ignoring the loops. The     end result would be an enumerable which enumerates all the
        /// items in the data structure regardless of the level of nesting.
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T">Type of the recursive data structure</typeparam>
        /// <param name="source">Source element</param>
        /// <param name="childrenSelector">a function that returns the children of a     given data element of type T</param>
        /// <param name="keySelector">a function that returns a key value for each   element</param>
        /// <returns>a faltten list of all the items within recursive data structure of T</returns>
        public static IEnumerable<T> Flatten<T>(this T source, 
            Func<T, IEnumerable<T>> childrenSelector,
            Func<T, object> keySelector) where T: class
        {
            return Flatten(new [] {source}, childrenSelector, keySelector);
        }
    }

Answer 9

Поскольку yield не доступен в VB, а LINQ обеспечивает как отложенное выполнение, так и краткий синтаксис, вы также можете использовать.

<Extension()>
Public Function Flatten(Of T)(ByVal objects As Generic.IEnumerable(Of T), ByVal selector As Func(Of T, Generic.IEnumerable(Of T))) As Generic.IEnumerable(Of T)
    Return objects.Union(objects.SelectMany(selector).Flatten(selector))
End Function

Answer 10

Метод расширения SelectMany уже делает это.

Проецирует каждый элемент последовательности на IEnumerable <(Of <(T>)>) и выравнивает полученные последовательности в одна последовательность.