Рекурсивный список сглаживания

Я, вероятно, мог бы написать это сам, но конкретный способ, которым я пытаюсь это сделать, это отбросить меня. Я пытаюсь написать общий метод расширения, аналогичный другим, представленным в .NET 3.5, который возьмет вложенный IEnumerable из IEnumerables (и так далее) и сгладит его в один IEnumerable. У кого-нибудь есть идеи?

В частности, у меня возникают проблемы с синтаксисом самого метода расширения, так что я могу работать с алгоритмом сглаживания.

Ответ 1

Хмм... Я не совсем уверен, что вы здесь хотите, но здесь вариант "один уровень":

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 общая форма, и вы просто хотите сделать 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 обрабатывать строку как последовательность символов, однако - вы можете захотеть, чтобы строки специального случая были отдельными элементами вместо их сглаживания в зависимости от вашего варианта использования.

Помогает ли это?

Ответ 2

Вот расширение, которое может помочь. Он будет перемещать все узлы в вашей иерархии объектов и выбирать те, которые соответствуют критериям. Он предполагает, что каждый объект в вашей иерархии имеет свойство коллекции, которое содержит его дочерние объекты.

Здесь 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 (тесты единиц измерения):

Сначала нам нужен объект и иерархия вложенных объектов.

Простой класс node

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: сгладить иерархию, не фильтровать

[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: получите список узлов с нумерованным номером 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

Ответ 3

Разве это не то, что [SelectMany] [1] для?

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

Ответ 4

Вот отредактированный ответ Jon Skeet, чтобы разрешить больше, чем "один уровень":

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 С#.

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 

Ответ 5

Мне показалось, что я расскажу полный пример с обработкой ошибок и одно-логическим приложением.

Рекурсивное сглаживание 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 не 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;
            }
        }
    }
}

Конструктивные решения

Я решил:

  • запретить сглаживание нулевого значения IEnumerable, это можно изменить, удалив бросок исключения и:
    • добавление source = source.EmptyIfNull(); до return в 1-й версии
    • добавление if (source != null) до foreach во второй версии
  • позволяет возвращать нулевой набор селектором - таким образом я удаляю ответственность от вызывающего, чтобы гарантировать, что список детей не пуст, это можно изменить:
    • удаление .EmptyIfNull() в первой версии - обратите внимание, что SelectMany не будет выполнено, если null будет возвращен селектором
    • удаление if (children == null) continue; во второй версии - обратите внимание, что foreach завершится с ошибкой при параметре null IEnumerable
  • разрешить фильтрацию детей с предложением .Where на стороне вызывающего абонента или в селекторе для детей, а не передавать параметр выбора фильтра для детей:
    • это не повлияет на эффективность, поскольку в обеих версиях это отложенный вызов
    • это будет смешивать другую логику с методом, и я предпочитаю, чтобы логическая разлука

Пример использования

Я использую этот метод расширения в LightSwitch для получения всех элементов 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));
    }
}

Ответ 6

SelectMany метод расширения делает это уже.

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

Ответ 7

Так как выход не доступен в VB, а LINQ обеспечивает как отложенное выполнение, так и сжатый 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

Ответ 8

Мне пришлось реализовать мой с нуля, потому что все предоставленные решения ломаются, если есть цикл, то есть ребенок, который указывает на своего предка. Если у вас есть те же требования, что и у меня, пожалуйста, взгляните на это (также дайте мне знать, будет ли мое решение ломаться в любых 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);
        }
    }

Ответ 9

Функции:

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();

Ответ 10

static class EnumerableExtensions
{
    public static IEnumerable<T> Flatten<T>(this IEnumerable<IEnumerable<T>> sequence)
    {
        foreach(var child in sequence)
            foreach(var item in child)
                yield return item;
    }
}

Может быть, так? Или вы имеете в виду, что это может быть бесконечно глубоким?

Ответ 11

В основном вам нужно иметь мастер IENumerable, который находится вне вашей рекурсивной функции, а затем в вашей рекурсивной функции (Psuedo-code)

private void flattenList(IEnumerable<T> list)
{
    foreach (T item in list)
    {
        masterList.Add(item);

        if (item.Count > 0)
        {
            this.flattenList(item);
        }
    }
}

Хотя я действительно не уверен, что вы подразумеваете под IEnumerable, вложенным в IEnumerable... что в нем? Сколько уровней гнездования? Какой последний тип? очевидно, мой код неправильный, но я надеюсь, что это заставляет задуматься.