使用 LINQ 对列表集合的笛卡尔积的两种方法

Question

我需要创建一组列表的笛卡尔积。例如我有：

{ {4,3,7}, {1,2,9}, {5,8} }

我需要： {4,1,5}, {4,1,8}, {3,1,5}, {3,1,8}, ... , {7,9,8}

到目前为止，我了解到您可以使用以下方法来做到这一点：

var lists = new List<List<int>>
{ 
    new List<int> { 4, 3, 7},
    new List<int> { 1, 2, 9},
    new List<int> { 5, 8},
};

IEnumerable<IEnumerable<int>> empty = new[] { Enumerable.Empty<int>() };
var agg = lists.Aggregate(
    empty,
    (acc, next) 
=>  
    (from ac in acc
    from n in next
    select ac.Concat(new[] {n})));

然而，当我最初实现这个时，我是这样实现的：

var lists = new List<List<int>>
{ 
    new List<int> { 4, 3, 7},
    new List<int> { 1, 2, 9},
    new List<int> { 5, 8},
};

var agg = lists.Aggregate(
    new List<List<int>>() {new List<int> {}},
    (acc, next) 
=>  
    (from ac in acc
    from n in next
    select ac.Add(n)).ToList());

此特定实现无法编译并出现此错误：

“System.Collections.Generic.List”类型的表达式不是 在带有源的查询表达式中的后续 from 子句中允许 类型 'System.Collections.Generic.List>'。 调用“SelectMany”时类型推断失败。

我对这个错误消息有点困惑。我不明白为什么该位置不允许使用List？

Answer 1

错误消息的第一部分有些误导。以下将编译并正常工作：

var agg = lists.Aggregate(
    new List<List<int>>(),
    (acc, next) 
=>  
    (from ac in acc
    from n in next
    // select ac.Add(n)).ToList());
    select ac.Concat(new[] {n}).ToList()).ToList());

真正的问题在于select ac.Add(n)。 select 子句必须返回一个值（在本例中为 List<int>），但您对 List<T>.Add 的调用会修改原始列表并返回 void。

在底层，LINQ 尝试将此 LINQ 表达式转换为（除其他外）对Enumerable.SelectMany 的调用。编译器传递的参数之一是生成的 lambda 表达式，它返回 ac.Add(n)（即 void）。编译器尝试根据SelectMany 的可用重载来推断生成的lambda 的类型，但是没有兼容的重载，因此无法确定lambda 的类型。因此出现错误消息“在调用 'SelectMany' 时类型推断失败。”。

与Add 一样，大多数List<T> 方法通常不适合使用LINQ 进行函数式编程，这就是首选解决方案仅依赖IEnumerable<T> 及其与LINQ 相关的扩展方法的原因。