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c# 扩展方法奇思妙用高级篇二:Aggregate 扩展及其改进

2009-08-12 20:07 鹤冲天 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏
Enumerable.Aggregate 扩展方法在System.Linq命名空间中,是Enumerable类的第一个方法(按字母顺序排名),但确是Enumerable里面相对复杂的方法。
MSDN对它的说明是:对序列应用累加器函数。备注中还有一些说明,大意是这个方法比较复杂,一般情况下用Sum、Max、Min、Average就可以了。
看看下面的代码,有了Sum,谁还会用Aggregate呢!
        public static void Test1()
        {
            
int[] nums = new int[] { 12345678910};

            
int sum1 = nums.Sum();
            
int sum2 = nums.Aggregate((i,j)=>i+j);
        }
同是求和,Sum不再需要额外参数,而Aggregate确还要将一个lambda作为参数。因为用起来麻烦,操作太低级,Aggregate渐渐被大多人忽视了...
实际上Aggregate因为“低级”,功能确是很强大的,通过它可以简化很多聚合运算。

首先来看对Aggregate组装字符串的问题:
        public static void Test2()
        {
            
string[] words = new string[] { "Able""was""I""ere""I""saw""Elba"};
            
string s = words.Aggregate((a, n) => a + " " + n);
            Console.WriteLine(s);
        }

输出结果是:Able was I ere I saw Elba (注:出自《大国崛起》,狄娜最后讲述了拿破仑一句经典)。
当然考虑性能的话还是用StringBuilder吧,这里主要介绍用法。这个Sum做不到吧!

Aggregate还可以将所有字符串倒序累加,配合String.Reverse扩展可以实现整个句子的倒序输出:

        public static void Test3()
        
{
            
string[] words = new string[] "Able""was""I""ere""I""saw""Elba"};
            
string normal = words.Aggregate((a, n) => a + " " + n);
            
string reverse = words.Aggregate((a, n) => n.Reverse() + " " + a);

            Console.WriteLine(
"正常:" + normal);
            Console.WriteLine(
"倒置:" + reverse);
        }

        
// 倒置字符串,输入"abcd123",返回"321dcba"
        public static string Reverse(this string value)
        
{
            
char[] input = value.ToCharArray();
            
char[] output = new char[value.Length];
            
for (int i = 0; i < input.Length; i++)
                output[input.Length 
- 1 - i] = input[i];
            
return new string(output);
        }

看下面,输出结果好像不太对:

怎么中间的都一样,两的单词首尾字母大小写发生转换了呢?!
仔细看看吧,不是算法有问题,是输入“有问题”。搜索一下“Able was I ere I saw Elba”,这可是很有名的英文句子噢!

Aggregate还可以实现异或(^)操作

        public static void Test4()
        {
            
byte[] data = new byte[] { 0x310x320x330x340x35 };
            
byte checkSum = data.Aggregate((a, n) => (byte)(a ^ n));
        }

对经常作串口通信的朋友比较实用。

看来Aggregate也是比较“简单易用”的,深入一步来看看它是怎么实现的吧,使用Reflector,反编译一下System.Core.dll。
以下代码取自反编译结果,为了演示删除了其中的空值判断代码:

Aggregate

也很简单吧,就是一个循环!前面lambda表达式中参数a, n 分别对应current, enumerator.Current,对照一下,还是很好理解的。

现在我们想求整数数组中位置为偶数的数的和(间隔求和),可以用Where配合Sum:

        public static void Test5()
        {
            
int[] nums = new int[] { 1020304050 };
            
int sum1 = nums.Where((n, i) => i % 2 == 0).Sum();//10 + 30 + 50
        }

这个Where扩展设计的很好,它不但能带出某项的值“n”,还能带出项的位置“i”。
Aggregate可不行!我们来改进一下:

        //改进的Aggerate扩展(示例代码,实际使用请添加空值检查)
        public static TSource Aggregate<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TSource, int, TSource> func)
        {
            
int index = 0;
            
using (IEnumerator<TSource> enumerator = source.GetEnumerator())
            {
                enumerator.MoveNext();
                index
++;
                TSource current 
= enumerator.Current;
                
while (enumerator.MoveNext())
                    current 
= func(current, enumerator.Current, index++);
                
return current;
            }
        }

改进后的Aggregate更加强大,前面的求偶数位置数和的算法可以写成下面的样子:

        public static void Test6()
        {
            
int[] nums = new int[] { 1020304050 };
            
int sum2 = nums.Aggregate((a, c, i) => a + i%2 == 0 ? c : 0 );//10 + 30 + 50
        }

可能不够简洁,但它一个函数代替了Where和Sum。所在位置“i“的引入给Aggregate带来了很多新的活力,也增加了它的应用范围!

我随笔《使用“初中知识”实现查找重复最优算法 + 最终极限算法》中最后提出的“最终极限算法”,用上这里改进的Aggregate扩展,也可以甩开Select和Sum,更加精简一步了: 

        public static void Test7()
        {
            
//1~n放在含有n+1个元素的数组中,只有唯一的一个元素值重复,最简算法找出重复的数
            int[] array = new int[] { 132345 };
            
//原极限算法
            int repeatedNum1 = array.Select((i, j) => i - j).Sum();
            
//最新极限算法
            int repeatedNum2 = array.Aggregate((a, n, i) => a + n - i);
        }

 

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