Enumerable.Aggregate 擴展方法在System.Linq命名空間中,是Enumerable類的第一個方法(按字母順序排名),但確是Enumerable裡面相對復雜的方法。
MSDN對它的說明是:對序列應用累加器函數。備注中還有一些說明,大意是這個方法比較復雜,一般情況下用Sum、Max、Min、Average就可以了。
看看下面的代碼,有了Sum,誰還會用Aggregate呢!
public static void Test1()
{
int[] nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
int sum1 = nums.Sum();
int sum2 = nums.Aggregate((i,j)=>i+j);
}
同是求和,Sum不再需要額外參數,而Aggregate確還要將一個lambda作為參數。因為用起來麻煩,操作太低級,Aggregate漸漸被大多人忽視了...
實際上Aggregate因為“低級”,功能確是很強大的,通過它可以簡化很多聚合運算。
首先來看對Aggregate組裝字符串的問題:
public static void Test2()
{
string[] words = new string[] { "Able", "was", "I", "ere", "I", "saw", "Elba"};
string s = words.Aggregate((a, n) => a + " " + n);
Console.WriteLine(s);
}
輸出結果是:Able was I ere I saw Elba (注:出自《大國崛起》,狄娜最後講述了拿破侖一句經典)。
當然考慮性能的話還是用StringBuilder吧,這裡主要介紹用法。這個Sum做不到吧!
Aggregate還可以將所有字符串倒序累加,配合String.Reverse擴展可以實現整個句子的倒序輸出:
public static void Test3()
{
string[] words = new string[] { "Able", "was", "I", "ere", "I", "saw", "Elba"};
string normal = words.Aggregate((a, n) => a + " " + n);
string reverse = words.Aggregate((a, n) => n.Reverse() + " " + a);
Console.WriteLine("正常:" + normal);
Console.WriteLine("倒置:" + reverse);
}
// 倒置字符串,輸入"abcd123",返回"321dcba"
public static string Reverse(this string value)
{
char[] input = value.ToCharArray();
char[] output = new char[value.Length];
for (int i = 0; i < input.Length; i++)
output[input.Length - 1 - i] = input[i];
return new string(output);
}
看下面,輸出結果好像不太對:
怎麼中間的都一樣,兩的單詞首尾字母大小寫發生轉換了呢?!
仔細看看吧,不是算法有問題,是輸入“有問題”。搜索一下“Able was I ere I saw Elba”,這可是很有名的英文句子噢!
Aggregate還可以實現異或(^)操作:
public static void Test4()
{
byte[] data = new byte[] { 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35 };
byte checkSum = data.Aggregate((a, n) => (byte)(a ^ n));
}
對經常作串口通信的朋友比較實用。
看來Aggregate也是比較“簡單易用”的,深入一步來看看它是怎麼實現的吧,使用Reflector,反編譯一下System.Core.dll。
以下代碼取自反編譯結果,為了演示刪除了其中的空值判斷代碼:
Aggregate
public static TSource Aggregate<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TSource, TSource> func)
{
using (IEnumerator<TSource> enumerator = source.GetEnumerator())
{
enumerator.MoveNext();
TSource current = enumerator.Current;
while (enumerator.MoveNext())
current = func(current, enumerator.Current);
return current;
}
}
也很簡單吧,就是一個循環!前面lambda表達式中參數a, n 分別對應current, enumerator.Current,對照一下,還是很好理解的。
現在我們想求整數數組中位置為偶數的數的和(間隔求和),可以用Where配合Sum:
public static void Test5()
{
int[] nums = new int[] { 10, 20, 30, 40, 50 };
int sum1 = nums.Where((n, i) => i % 2 == 0).Sum();//10 + 30 + 50
}
這個Where擴展設計的很好,它不但能帶出某項的值“n”,還能帶出項的位置“i”。
Aggregate可不行!我們來改進一下:
//改進的Aggerate擴展(示例代碼,實際使用請添加空值檢查)
public static TSource Aggregate<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TSource, int, TSource> func)
{
int index = 0;
using (IEnumerator<TSource> enumerator = source.GetEnumerator())
{
enumerator.MoveNext();
index++;
TSource current = enumerator.Current;
while (enumerator.MoveNext())
current = func(current, enumerator.Current, index++);
return current;
}
}
改進後的Aggregate更加強大,前面的求偶數位置數和的算法可以寫成下面的樣子:
public static void Test6()
{
int[] nums = new int[] { 10, 20, 30, 40, 50 };
int sum2 = nums.Aggregate((a, c, i) => a + i%2 == 0 ? c : 0 );//10 + 30 + 50
}
可能不夠簡潔,但它一個函數代替了Where和Sum。所在位置“i“的引入給Aggregate帶來了很多新的活力,也增加了它的應用范圍!
我隨筆《使用“初中知識”實現查找重復最優算法 + 最終極限算法》中最後提出的“最終極限算法”,用上這裡改進的Aggregate擴展,也可以甩開Select和Sum,更加精簡一步了:
public static void Test7()
{
//1~n放在含有n+1個元素的數組中,只有唯一的一個元素值重復,最簡算法找出重復的數
int[] array = new int[] { 1, 3, 2, 3, 4, 5 };
//原極限算法
int repeatedNum1 = array.Select((i, j) => i - j).Sum();
//最新極限算法
int repeatedNum2 = array.Aggregate((a, n, i) => a + n - i);
}