【问题标题】:Wrapping my head around N parent->child associations围绕 N 个父->子关联
【发布时间】:2010-01-30 04:21:41
【问题描述】:

我会尽力解释这一点。我很难弄清楚这个逻辑。

基本上,我有一个包含数千个对象的集合,每个对象由一个 Parent 和一个 Child 属性组成。

所以,大致是这样的:


public class MyObject{
     public string Parent { get; set; }
     public string Child { get; set; }
}

我想弄清楚的是如何将它构建到一个普通的 TreeView 控件中。我需要建立关系,但我不知道怎么做,因为它们可以混合。我可以用树应该是什么样子更好地解释这一点:

如果我的收藏中有以下物品:


0. Parent: "A", Child: "B"
1. Parent: "B", Child: "C"
2. Parent: "B", Child: "D"

我希望我的树看起来像这样:


-A
--B
---C
-A
--B
---D
-B
--C
-B
--D

如何在 C# 中做到这一点?我需要它来支持最多 N 个关系,因为我们有一些分支,我预计会达到大约 50 个节点。

【问题讨论】:

    标签: c# recursion parent relationship


    【解决方案1】:

    更新

    这个问题实际上比我最初意识到的要复杂得多,因为需要为每条路径重复整个树。我只是删除了旧代码,因为我不想增加任何进一步的混淆。

    我确实希望记录下来,使用递归数据结构可以使这更容易:

    public class MyRecursiveObject
    {
        public MyRecursiveObject Parent { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public List<MyRecursiveObject> Children { get; set; }
    }
    

    阅读下面的实现代码后,您会非常清楚为什么这样做会更容易:

    private void PopulateTree(IEnumerable<MyObject> items)
    {
        var groupedItems =
            from i in items
            group i by i.Parent into g
            select new { Name = g.Key, Children = g.Select(c => c.Child) };
        var lookup = groupedItems.ToDictionary(i => i.Name, i => i.Children);
        foreach (string parent in lookup.Keys)
        {
            if (lookup.ContainsKey(parent))
                AddToTree(lookup, Enumerable.Empty<string>(), parent);
        }
    }
    
    private void AddToTree(Dictionary<string, IEnumerable<string>> lookup,
        IEnumerable<string> path, string name)
    {
        IEnumerable<string> children;
        if (lookup.TryGetValue(name, out children))
        {
            IEnumerable<string> newPath = path.Concat(new string[] { name });
            foreach (string child in children)
                AddToTree(lookup, newPath, child);
        }
        else
        {
            TreeNode parentNode = null;
            foreach (string item in path)
                parentNode = AddTreeNode(parentNode, item);
            AddTreeNode(parentNode, name);
        }
    }
    
    private TreeNode AddTreeNode(TreeNode parent, string name)
    {
        TreeNode node = new TreeNode(name);
        if (parent != null)
            parent.Nodes.Add(node);
        else
            treeView1.Nodes.Add(node);
        return node;
    }
    

    首先,我意识到字典将包含中间节点以及根节点的键,因此我们不需要在递归 AddToTree 方法中进行两次递归调用以获得“B”节点作为根; PopulateTree 方法中的初始遍历已经完成。

    我们需要防范的是在初始遍历中添加叶节点;使用有问题的数据结构,这些可以通过检查父字典中是否有键来检测。使用递归数据结构,这会更容易:只需检查Parent == null。但是,递归结构不是我们所拥有的,所以我们必须使用上面的代码。

    AddTreeNode 主要是一个实用方法,所以我们以后不必重复这个空检查逻辑。

    真正的丑陋在于第二个递归AddToTree 方法。因为我们试图创建每个子树的唯一副本,所以我们不能简单地添加一个树节点,然后将该节点作为父节点进行递归。 “A”在这里只有一个孩子,“B”,但“B”有两个孩子,“C”和“D”。 “A”需要有两个副本,但是当“A”最初传递给AddToTree方法时,无法知道这一点。

    所以我们实际上要做的是直到最后阶段才创建 任何 节点,并存储一个临时路径,我为此选择了IEnumerable&lt;string&gt;,因为它是不可变的,因此不可能搞砸向上。当有更多的孩子要添加时,这个方法只是简单地添加到路径中并递归;当没有更多子节点时,它会遍历整个保存的路径并为每个子节点添加一个节点。

    非常效率低下,因为我们现在在每次调用AddToTree 时创建一个新的可枚举。对于大量节点,它可能会占用大量内存。这可行,但使用递归数据结构会更有效。使用顶部的示例结构,您根本不必保存路径或创建字典;当没有孩子离开时,只需使用 Parent 引用在 while 循环中沿着路径前进。

    无论如何,我想这是学术性的,因为这不是递归对象,但我认为无论如何都值得指出,作为未来设计要牢记的东西。上面的代码产生你想要的结果,我已经在真实的 TreeView 上进行了测试。


    更新 2 - 所以上面的版本在内存/堆栈方面非常残酷,很可能是创建所有 IEnumerable&lt;string&gt; 实例的结果。虽然这不是很好的设计,但我们可以通过更改为可变的List&lt;string&gt; 来消除该特定问题。以下 sn -p 显示了差异:

    private void PopulateTree(IEnumerable<MyObject> items)
    {
        // Snip lookup-generation code - same as before ...
    
        List<string> path = new List<string>();
        foreach (string parent in lookup.Keys)
        {
            if (lookup.ContainsKey(parent))
                AddToTree(lookup, path, parent);
        }
    }
    
    private void AddToTree(Dictionary<string, IEnumerable<string>> lookup,
        IEnumerable<string> path, string name)
    {
        IEnumerable<string> children;
        if (lookup.TryGetValue(name, out children))
        {
            path.Add(name);
            foreach (string child in children)
                AddToTree(lookup, newPath, child);
            path.Remove(name);
        }
        // Snip "else" block - again, this part is the same as before ...
    }
    

    【讨论】:

    • 哇,谢谢。我并没有真正使用过 LINQ,但我正在查看您的第二个示例,看看我是否可以完成这项工作。不幸的是,我不能真正改变结构,但这是一种不会运行太多的东西(我很想用你的第一个,但我必须从这些糟糕的数据中建立关系,不知何故,这是我的问题)。
    • @Kris:还好我添加了第二位。希望它不是错误的,我已经不得不修复它两次。 :P
    • Ack...我刚刚意识到它窃听了,这个版本现在应该可以使用了!我要睡觉了……
    • 谢谢你,我想你让我很接近。我得到一个 Stack Overflow 异常,因为我认为这最终会产生一个无限递归循环,但我会尝试弄清楚。
    • @Kris:这就是为什么一个人不应该在一天工作 12 小时并且几乎筋疲力尽之后编写代码。之前的答案是错误的,我已经重写它是正确的。另请注意,如果您要填充TreeView,则应始终在进行任何重大更改之前调用BeginUpdateEndUpdate 方法;我没有把它放在上面的代码中,因为我不想把它和算法本身无关的东西弄得乱七八糟。
    【解决方案2】:

    像鲁本斯一样,我都试过了,但我认为更好一点A Generic Tree Collection

    这个树集合内置了一些不错的功能,可以在树中移动,请阅读整篇文章

    上面的链接示例

    Static Class Module1
    {
    
        public static void Main()
        {
            Common.ITree<myObj> myTree = default(Common.ITree<myObj>);
            myObj a = new myObj("a");
            myObj b = new myObj("b");
            myObj c = new myObj("c");
            myObj d = new myObj("d");
    
            myTree = Common.NodeTree<myObj>.NewTree;
            myTree.InsertChild(a).InsertChild(b).InsertChild(c).Parent.Parent.InsertNext(a).InsertChild(b).InsertChild(d).Parent.Parent.InsertNext(b).InsertChild(c).Parent.InsertNext(b).InsertChild(d);
    
            Console.WriteLine(myTree.ToStringRecursive);
    
            Console.ReadKey();
        }
    }
    
    Class myObj
    {
        public string text;
    
        public myObj(string value)
        {
            text = value;
        }
    
        public override string ToString()
        {
            return text;
        }
    }
    

    就是你刚才展示的样子

    -A
    --B
    ---C
    -A
    --B
    ---D
    -B
    --C
    -B
    --D

    【讨论】:

    • 所有这一切似乎完成的是将TreeView 切换为ITree&lt;T&gt;。实际的树结构是完全硬编码的,这并不能真正回答问题......
    • 是的,谢谢,但实际上创建树不是问题;把数据放在一起是。
    【解决方案3】:

    如果我理解正确,那么您要做的就是取一棵树并将其转换为另一棵树。转换本质上是获取输入树中的每个非叶节点,并在输出树中为它(及其后代)创建一个节点。

    首先,如果你为你的节点设计一个真正递归的数据结构,你会更开心:

    public class Node
    {
       public Node Parent { get; private set; }
       public IEnumerable<Node> Children { get; private set; }
       public bool HasChildren { get { return Children.Count() > 0; } }
    
       public Node()
       {
          Children = new List<Node>();
       }
    }
    

    您的MyObject 类表示字符串值之间的父/子关系。只要您能够实现返回给定父值的子值的FindChildren() 方法,使用此类来合理化父/子关系就很简单:

    public string Value { get; set; }
    public static Node Create(string parentKey)
    {
       Node n = new Node();
       n.Value = parentKey;
       foreach (string childKey in FindChildren(parentKey))
       {
          Node child = n.Children.Add(Node.Create(childKey));
          child.Parent = n;
       } 
       return n;
    }
    

    实现一个返回节点后代的属性很简单:

    public IEnumerable<Node> Descendants
    {
       get
       {
          foreach (Node child in Children)
          {
             yield return child;
             foreach (Node descendant in child.Descendants)
             {
                yield return descendant;
             }
          }
       }
    }
    

    要将Node 添加到TreeView,您需要两种方法。 (请注意,这些不是 Node 类的方法!)我已经将它们重载,但是可以为它们赋予不同的名称:

    public void AddNode(Node n, TreeView tv)
    {
       TreeNode tn = tv.Nodes.Add(n.Value);
       tn.Tag = n;
       foreach (Node child in n.Children)
       {
          AddNode(child, tn);
       }
    }
    
    public void AddNode(Node n, TreeNode parent)
    {
       TreeNode tn = parent.Nodes.Add(n.Value);
       parent.Tag = n;
       foreach (Node child in n.Children)
       {
          AddNode(child, tn);
       }
    }
    

    我在每个TreeNode 上设置Tag,以便您可以找到返回原始Node 的方法。

    因此,要从顶级父键列表初始化您的 TreeView,您需要这样的方法:

    public void PopulateTreeView(IEnumerable<string> parents, TreeView t)
    {
       foreach (string parentKey in parents)
       {
          Node n = Node.Create(parentKey);
          AddNode(n, t);
          foreach (Node descendant in n.Descendants)
          {
             if (n.HasChildren)
             {
                AddNode(descendant, t);
             }
          }
       }
    }
    

    编辑:

    我不太明白您的MyObject 课程是如何工作的;我想我现在这样做了,并且我已经相应地编辑了这个。

    【讨论】:

    • 每个父母可能有多个孩子,所以 FindChild() 不是一个简单的操作。我不确定如何使您的解决方案适应我的数据结构。如果我创建了一个 FindChild() 方法,我将不得不返回多个孩子,这不允许我创建我需要的树结构。不过,谢谢。
    • 我明白了;我误解了您的类实际上在做什么:每个实例代表父值和子值之间的单个关联。我已经编辑了我的答案来解释这一点。你仍然需要一个FindChildren 方法,但是如果你还没有办法找到给定父母的所有孩子,你就会遇到比这个更大的问题。
    • FindChildren 很好;创建 FindChild 方法不太可行,这就是我所指的。感谢您的解决方案;我现在正试图看看它,但很快就会得到一个堆栈溢出异常。我会进一步调试。
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