迭代存储在集合中的无序元素对答案

【问题标题】：Iterating over unordered pairs of elements stored in a collection迭代存储在集合中的无序元素对
【发布时间】：2011-09-11 17:44:30
【问题描述】：

在 C# 中，我有一组独特的元素，我想为每个无序对高效地执行一些代码。例如，如果我的容器包含 {a,b,c}，则无序对是 (a,b)、(a,c) 和 (b,c)。问题出现在执行 2-opt 优化的范围内，因此效率是一个问题。

我目前的解决方案如下：
```
foreach(var a in container) 
{
    foreach(var b in container)
    {
        if (a < b)
        {
             // execute code    
        }
    }
 }
```
显然，如果运算符 [] 可用于获取第 i 个元素（即如果底层数据结构是列表），则可以轻松修改。但是对于所有其他容器，解决方案取决于存在一些比较功能，效率不高。
我还尝试了一种基于 LINQ 语句的公式，该语句只生成每个所需的对一次。然而，正如预期的那样，这比第一种方法慢得多。这也适用于使用ElementAt 的解决方案。

编辑：这是使用的（改进的）LINQ 代码：

var x = from a in container
        from b in container
        where a < b 
        select new KeyValuePair<int,int>(a,b);

不过，与其他解决方案相比，执行速度要慢 3-5 倍。

这是我在 C++ 中的做法（获得良好的效率）：

for(auto it1 = container.begin(); it1!=container.end(); ++it1) 
{
    auto it2 = it1;
    for(++it2; it2!=container.end(); ++it2) 
    {
        // execute code    
    }
 }

不幸的是，要将其转换为 C#，需要克隆（内部使用的）枚举器，该语言本身不支持。

有人有更好的想法/解决方案吗？

【问题讨论】：

您的 Linq 解决方案是什么样的？也许你的工作效率低下。
你的 a
为什么在 LINQ 语句中调用 ToList()？如果您所做的只是针对每个元素执行每个元素代码，则可以省去分配该列表。
ToList() 只是在我编写的代码中用于比较不同的解决方案...
是反复迭代的问题还是比较方法本身的问题？最好的解决方案是支持索引运算符。

标签： c# mathematical-optimization

【解决方案1】：

您是否尝试先将元素复制到列表中，然后使用索引器 ([i]) 运算符执行算法？由于该算法无论如何都具有二次运行时间，因此在其前面进行线性复制操作可能可以忽略不计。您必须自己找出小型、中型和大型容器的实际运行时...

我认为这可能值得一试，这可能比每次都使用比较运算符要快得多。

您还可以检查容器是否为IList<T> 类型并跳过复制操作。

【讨论】：

感谢您的回答，我只是快速检查了一下。考虑到迭代（包括复制）所花费的时间，复制到数组将性能提高了大约 20%！
在上面提到的测试代码中，我生成了一个 List> 包含所需的对。用 KeyValuePair 替换 Tuple 表明浪费了大量时间。总的来说，我现在将运行时间减半。

【解决方案2】：

如果你不关心订单，你可以这样做：

int i = 0;
foreach (var a in list)
{
    int j = 0;
    foreach (var b in list)
    {
        if (i <= j)
            break;

        // execute code    

        j++;
    }

    i++;
}

如果您确实关心顺序，则可以将自己限制为实现 IList<T> 的集合，其中包含 [] 运算符。或者，您可以先将集合复制到 List<T>，然后再使用它。

【讨论】：

感谢您的回答。快速检查您的代码的性能导致大约 10% 的改进。但是，复制速度更快……

【解决方案3】：

C# 中的枚举器与您问题中的 C++ 枚举器不同。在 C# 中，您既没有 begin 也没有 end 容器元素。你只有Current 元素和Next() 方法。它允许您产生更多的序列，例如 - 您可以枚举无穷大的随机数序列，这显然没有开始或结束。

所以 - 你不能像在 C++ 代码中那样只使用 IEnumerable 类在 C# 中做到这一点。最好的方法是使用System.Collection.Generics.IList<T> 接口。很多类型（比如数组）都继承了这个接口。

如果您使用IEnumerable，那么在您的类型中（在大多数情况下）您会遍历某个集合。如果你这样做 - 你可以实现IList<T> 接口。

还有另一种解决方案 - 在 C# 中，引用类型的列表和数组仅包含对对象的引用。所以 - 您可以将数据复制到本地列表并使用它进行操作。但这取决于您的内存和性能要求。

【讨论】：

你必须在某处开始迭代序列，所以它必须有一个开始。
@svick 这只是第一个元素的错觉。如果您将在其他地方（在其他时间开启）迭代相同的对象 - 您将获得不同的第一个元素。所以，我认为将其命名为由类表示的序列的开始并不完全正确。这只是您从某个地方的班级获得的具体序列的开始。
感谢您的回答。我知道 C++ 的迭代器和 C# 枚举器的区别。但我仍然缺少我曾经应用的功能。

【解决方案4】：

将您的项目放入 List 或 IList，然后您可以使用与您的 C++ 代码非常相似的模式使用索引来访问它们。

for (int i = 0; i < container.Count(); i++)
for (int j = i+1; j < container.Count(); j++)
{
    var item1 = container.Item[i];
    var item2 = container.Item[j];
}

我希望使用索引而不是 n^2 比较来迭代有序集合会更有效。比较运算符的效率很重要，但您根本不需要比较。

【讨论】：