使用 LINQ 计算一系列 DateTime 对象之间的平均差异

Question

给定一个IEnumerable<DateTime>，有没有办法使用LINQ 计算DateTime 对象的后续元素之间差异的平均值？

编辑：我意识到我原来的措辞有点不清楚。澄清一下，我希望平均元素 0 和 1、1 和 2、2 和 3 等之间的差异。

double GetAvgDiffInMilliseconds(IEnumerable<DateTime> items)
   => items.Aggregate(/* ??? */).Average();  // is this possible with LINQ?

注意：我对非 LINQ 解决方案不感兴趣，因为这个问题可以通过循环和累加器轻松解决。出于学习目的，我想了解 LINQ 是否可以做到这一点。

Answer 1

如果集合中有多个元素，您可以使用Zip：

items.Zip(items.Skip(1))
    .Select(tuple => (tuple.Second - tuple.First).TotalMilliseconds)
    .Average();

Answer 2

LINQ 没有这样的运算符yet，但 LINQ-to-Objects 操作无论如何都使用迭代器、枚举器和 IEnumerable。你问的是一个使用当前和上一个项目的运算符，例如MoreLINQ's Pairwise 运算符。这样的操作只需要一次迭代来处理对并产生输出。其他任何东西都会贵很多。

使用Pairwise你可以写：

var avg=items.Pairwise((a, b) => (a - b))
             .Average(ts=>ts.TotalMilliseconds);

Pairwise的代码很简单，不需要多次迭代：

    public static IEnumerable<TResult> Pairwise<TSource, TResult>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TSource, TResult> resultSelector)
    {
        if (source == null) throw new ArgumentNullException(nameof(source));
        if (resultSelector == null) throw new ArgumentNullException(nameof(resultSelector));

        return _(); IEnumerable<TResult> _()
        {
            using var e = source.GetEnumerator();

            if (!e.MoveNext())
                yield break;

            var previous = e.Current;
            while (e.MoveNext())
            {
                yield return resultSelector(previous, e.Current);
                previous = e.Current;
            }
        }
    }

Pairwise 方法可能会在某个时候出现在 LINQ 中。这是函数式语言中非常常见的操作，.NET Core 6 Preview 4 中添加了一些MoreLINQ 操作符，例如DistinctBy、MaxBy 等等。

使用聚合

可以使用Aggregate 来计算Average，但它非常丑陋且浪费。

如果你有一个数字列表，你需要携带累加器中的项目计数和项目总和，并计算最后的平均值：

    var nums=new[]{1.0,2.0,3.0};
    var avg=nums.Aggregate(
        (cnt:0.0,sum:0.0),
        (acc,c)=>(cnt:acc.cnt+1,sum:acc.sum+c),
        acc=>acc.sum/acc.cnt);
    Console.WriteLine(avg);

在这种情况下，虽然您想计算当前项目与前一个项目之间的差异。这意味着您需要携带上一个值，差的总和，并将当前值和上一个值之间的差相加。

当没有前一个值时，您还需要处理第一个值。由于您计算差异，因此实际计数比集合的计数少一。最后，如果只有两项不能分：

    var nums=new[]{DateTime.Now,DateTime.Now.AddMinutes(1),DateTime.Now.AddMinutes(2)};
    var avg=nums.Aggregate(
        (cnt:0.0,sum:0.0,prev:DateTime.MinValue),
        (acc,c)=>( cnt:acc.cnt+1,
                   sum:(acc.prev==DateTime.MinValue)
                       ?0
                       :acc.sum+(c-acc.prev).TotalMilliseconds,
                   prev:c),
        acc=>acc.cnt==1
             ?acc.sum
             :acc.sum/(acc.cnt-1));
    Console.WriteLine(avg);

这会打印出60002.95775。它还需要大量的反复试验和 NaN 才能使其工作。