如何使用 LINQ 选择复合对象的所有后代

Question

如何使用 LINQ 使ComponentTraversal.GetDescendants() 变得更好？

问题

public static class ComponentTraversal
{
    public static IEnumerable<Component> GetDescendants(this Composite composite)
    {
        //How can I do this better using LINQ?
        IList<Component> descendants = new Component[]{};
        foreach(var child in composite.Children)
        {
            descendants.Add(child);
            if(child is Composite)
            {
                descendants.AddRange((child as Composite).GetDescendants());
            }
        }
        return descendants;
    }
}
public class Component
{
    public string Name { get; set; }
}
public class Composite: Component
{
    public IEnumerable<Component> Children { get; set; }
}
public class Leaf: Component
{
    public object Value { get; set; }
}

回答

我编辑了 Chris 的答案以提供我添加到我的公共库中的通用扩展方法。我可以看到这对其他人也有帮助，所以这里是：

    public static IEnumerable<T> GetDescendants<T>(this T component, Func<T,bool> isComposite, Func<T,IEnumerable<T>> getCompositeChildren)
    {
        var children = getCompositeChildren(component);
        return children
            .Where(isComposite)
            .SelectMany(x => x.GetDescendants(isComposite, getCompositeChildren))
            .Concat(children);
    }

谢谢克里斯！

还有，

请查看 LukeH 在http://blogs.msdn.com/b/wesdyer/archive/2007/03/23/all-about-iterators.aspx 的回答。他的回答总体上提供了解决此问题的更好方法，但我没有选择它，因为它不是我问题的直接答案。

Answer 1

避免 (1) 递归方法调用、(2) 嵌套迭代器和 (3) 很多一次性分配。这种方法避免了所有这些潜在的陷阱：

public static IEnumerable<Component> GetDescendants(this Composite composite)
{
    var stack = new Stack<Component>();
    do
    {
        if (composite != null)
        {
            // this will currently yield the children in reverse order
            // use "composite.Children.Reverse()" to maintain original order
            foreach (var child in composite.Children)
            {
                stack.Push(child);
            }
        }

        if (stack.Count == 0)
            break;

        Component component = stack.Pop();
        yield return component;

        composite = component as Composite;
    } while (true);
}

这是通用的等价物：

public static IEnumerable<T> GetDescendants<T>(this T component,
    Func<T, bool> hasChildren, Func<T, IEnumerable<T>> getChildren)
{
    var stack = new Stack<T>();
    do
    {
        if (hasChildren(component))
        {
            // this will currently yield the children in reverse order
            // use "composite.Children.Reverse()" to maintain original order
            // or let the "getChildren" delegate handle the ordering
            foreach (var child in getChildren(component))
            {
                stack.Push(child);
            }
        }

        if (stack.Count == 0)
            break;

        component = stack.Pop();
        yield return component;
    } while (true);
}

Answer 2

var result = composite.Children.OfType<Composite>().SelectMany(child => child.GetDescendants()).Concat(composite.Children);
return result.ToList();

在将命令式语法转换为 LINQ 时，一次转换一步通常很容易。以下是它的工作原理：

1. 这是对composite.Children 的循环，所以这将是我们应用LINQ 的集合。
2. 循环中发生了两个常规操作，因此我们一次执行其中一个
3. “if”语句正在执行过滤器。通常，我们会使用“Where”来执行过滤器，但在这种情况下，过滤器是基于类型的。 LINQ 为此内置了“OfType”。
4. 对于每个子组合，我们希望递归调用 GetDescendants 并将结果添加到单个列表中。每当我们想将一个元素转换为其他东西时，我们使用 Select 或 SelectMany。由于我们希望将每个元素转换为一个列表并将它们全部合并在一起，因此我们使用 SelectMany。
5. 最后，为了添加composite.Children 本身，我们将这些结果连接到最后。

Answer 3

我不知道更好，但我认为这执行相同的逻辑：

public static IEnumerable<Component> GetDescendants(this Composite composite)
{
    return composite.Children
                .Concat(composite.Children
                            .Where(x => x is Composite)
                            .SelectMany(x => x.GetDescendants())
                );
}

它可能会更短，但你所拥有的并没有错。正如我上面所说，这应该执行相同的事情，我怀疑该功能的性能是否有所提高。

Answer 4

这是您可能想要实现迭代器的一个很好的例子。这具有以更易读的语法进行惰性求值的优点。此外，如果您需要添加额外的自定义逻辑，那么此表单更具可扩展性

 public static IEnumerable<Component> GetDescendants(this Composite composite)
    {
        foreach(var child in composite.Children)
        {
            yield return child;
            if(!(child is Composite))
               continue;

            foreach (var subChild in ((Composite)child).GetDescendants())
               yield return subChild;
        }
    }