web-dev-qa-db-ja.com

再帰的なリストの平坦化

私はおそらくこれを自分で書くことができますが、私がそれを達成しようとしている特定の方法は私を捨てることです。 .NET 3.5で導入された他のメソッドと同様の、IEnumerablesのネストされたIEnumerable（など）を取得して1つのIEnumerableにフラット化する汎用拡張メソッドを作成しようとしています。誰かアイデアはありますか？

具体的には、拡張メソッド自体の構文に問題があるため、フラット化アルゴリズムに取り組むことができます。

c#.netrecursion
35
Matt H

うーん...わかりません正確にここで何が必要かわかりませんが、ここに「1レベル」オプションがあります。

public static IEnumerable<TElement> Flatten<TElement,TSequence> (this IEnumerable<TSequence> sequences)
    where TSequence : IEnumerable<TElement> 
{
    foreach (TSequence sequence in sequences)
    {
        foreach(TElement element in sequence)
        {
            yield return element;
        }
    }
}

それがあなたが望むものではない場合、あなたはあなたが望むものの署名を提供できますか？汎用フォームが必要なく、LINQ to XMLコンストラクターが行うようなことをしたいだけの場合、それはかなり単純ですが、イテレーターブロックの再帰的な使用は比較的非効率的です。何かのようなもの：

static IEnumerable Flatten(params object[] objects)
{
    // Can't easily get varargs behaviour with IEnumerable
    return Flatten((IEnumerable) objects);
}

static IEnumerable Flatten(IEnumerable enumerable)
{
    foreach (object element in enumerable)
    {
        IEnumerable candidate = element as IEnumerable;
        if (candidate != null)
        {
            foreach (object nested in candidate)
            {
                yield return nested;
            }
        }
        else
        {
            yield return element;
        }
    }
}

ただし、これは文字列を一連の文字として扱うことに注意してください。ユースケースによっては、特殊なケースの文字列をフラット化するのではなく、個々の要素にすることができます。

それは役に立ちますか？

19
Jon Skeet

これが役立つかもしれない拡張機能です。オブジェクトの階層内のすべてのノードをトラバースし、基準に一致するノードを選択します。階層内の各オブジェクトコレクションプロパティを持っているその子オブジェクトを保持していることを前提としています。

拡張機能は次のとおりです。

/// Traverses an object hierarchy and return a flattened list of elements
/// based on a predicate.
/// 
/// TSource: The type of object in your collection.</typeparam>
/// source: The collection of your topmost TSource objects.</param>
/// selectorFunction: A predicate for choosing the objects you want.
/// getChildrenFunction: A function that fetches the child collection from an object.
/// returns: A flattened list of objects which meet the criteria in selectorFunction.
public static IEnumerable<TSource> Map<TSource>(
  this IEnumerable<TSource> source,
  Func<TSource, bool> selectorFunction,
  Func<TSource, IEnumerable<TSource>> getChildrenFunction)
{
  // Add what we have to the stack
  var flattenedList = source.Where(selectorFunction);

  // Go through the input enumerable looking for children,
  // and add those if we have them
  foreach (TSource element in source)
  {
    flattenedList = flattenedList.Concat(
      getChildrenFunction(element).Map(selectorFunction,
                                       getChildrenFunction)
    );
  }
  return flattenedList;
}

例（ユニットテスト）：

まず、オブジェクトとネストされたオブジェクト階層が必要です。

単純なノードクラス

class Node
{
  public int NodeId { get; set; }
  public int LevelId { get; set; }
  public IEnumerable<Node> Children { get; set; }

  public override string ToString()
  {
    return String.Format("Node {0}, Level {1}", this.NodeId, this.LevelId);
  }
}

そして、ノードの3レベルの深い階層を取得する方法

private IEnumerable<Node> GetNodes()
{
  // Create a 3-level deep hierarchy of nodes
  Node[] nodes = new Node[]
    {
      new Node 
      { 
        NodeId = 1, 
        LevelId = 1, 
        Children = new Node[]
        {
          new Node { NodeId = 2, LevelId = 2, Children = new Node[] {} },
          new Node
          {
            NodeId = 3,
            LevelId = 2,
            Children = new Node[]
            {
              new Node { NodeId = 4, LevelId = 3, Children = new Node[] {} },
              new Node { NodeId = 5, LevelId = 3, Children = new Node[] {} }
            }
          }
        }
      },
      new Node { NodeId = 6, LevelId = 1, Children = new Node[] {} }
    };
  return nodes;
}

最初のテスト：階層をフラット化し、フィルタリングなし

[Test]
public void Flatten_Nested_Heirachy()
{
  IEnumerable<Node> nodes = GetNodes();
  var flattenedNodes = nodes.Map(
    p => true, 
    (Node n) => { return n.Children; }
  );
  foreach (Node flatNode in flattenedNodes)
  {
    Console.WriteLine(flatNode.ToString());
  }

  // Make sure we only end up with 6 nodes
  Assert.AreEqual(6, flattenedNodes.Count());
}

これは次のように表示されます。

Node 1, Level 1
Node 6, Level 1
Node 2, Level 2
Node 3, Level 2
Node 4, Level 3
Node 5, Level 3

2番目のテスト：偶数のNodeIdを持つノードのリストを取得します

[Test]
public void Only_Return_Nodes_With_Even_Numbered_Node_IDs()
{
  IEnumerable<Node> nodes = GetNodes();
  var flattenedNodes = nodes.Map(
    p => (p.NodeId % 2) == 0, 
    (Node n) => { return n.Children; }
  );
  foreach (Node flatNode in flattenedNodes)
  {
    Console.WriteLine(flatNode.ToString());
  }
  // Make sure we only end up with 3 nodes
  Assert.AreEqual(3, flattenedNodes.Count());
}

これは次のように表示されます。

Node 6, Level 1
Node 2, Level 2
Node 4, Level 3
42
lukevenediger

エラー処理と単一ロジックのアプローチを使用した完全な例を共有したいと思いました。

再帰的平坦化は次のように簡単です。

LINQバージョン

_public static class IEnumerableExtensions
{
    public static IEnumerable<T> SelectManyRecursive<T>(this IEnumerable<T> source, Func<T, IEnumerable<T>> selector)
    {
        if (source == null) throw new ArgumentNullException("source");
        if (selector == null) throw new ArgumentNullException("selector");

        return !source.Any() ? source :
            source.Concat(
                source
                .SelectMany(i => selector(i).EmptyIfNull())
                .SelectManyRecursive(selector)
            );
    }

    public static IEnumerable<T> EmptyIfNull<T>(this IEnumerable<T> source)
    {
        return source ?? Enumerable.Empty<T>();
    }
}
_

非LINQバージョン

_public static class IEnumerableExtensions
{
    public static IEnumerable<T> SelectManyRecursive<T>(this IEnumerable<T> source, Func<T, IEnumerable<T>> selector)
    {
        if (source == null) throw new ArgumentNullException("source");
        if (selector == null) throw new ArgumentNullException("selector");

        foreach (T item in source)
        {
            yield return item;

            var children = selector(item);
            if (children == null)
                continue;

            foreach (T descendant in children.SelectManyRecursive(selector))
            {
                yield return descendant;
            }
        }
    }
}
_

設計上の決定

私はすることを決めました：

  • null IEnumerableのフラット化を禁止します。これは、例外スローを削除して変更できます：
    • 最初のバージョンでは、returnの前にsource = source.EmptyIfNull();を追加します
    • 2番目のバージョンでforeachの前にif (source != null)を追加
  • セレクターによるnullコレクションの返送を許可します-このようにして、子リストが空でないことを保証するために呼び出し元から責任を削除します。これは次の方法で変更できます：
    • 最初のバージョンで.EmptyIfNull()を削除します-セレクターからnullが返された場合、SelectManyは失敗することに注意してください
    • 2番目のバージョンでif (children == null) continue;を削除します-foreachはnullのIEnumerableパラメーターで失敗することに注意してください
  • 子フィルターセレクターを渡すのではなく、呼び出し側または子セレクター内で_.Where_句を使用して子をフィルター処理できるようにしますパラメータ：
    • どちらのバージョンでも遅延呼び出しであるため、効率に影響はありません。
    • 別のロジックをメソッドと混合することになり、ロジックを分離しておくことを好みます

サンプル使用

LightSwitchでこの拡張メソッドを使用して、画面上のすべてのコントロールを取得しています。

_public static class ScreenObjectExtensions
{
    public static IEnumerable<IContentItemProxy> FindControls(this IScreenObject screen)
    {
        var model = screen.Details.GetModel();

        return model.GetChildItems()
            .SelectManyRecursive(c => c.GetChildItems())
            .OfType<IContentItemDefinition>()
            .Select(c => screen.FindControl(c.Name));
    }
}
_
7
marchewek

それが[SelectMany] [1]の目的ではありませんか？

enum1.SelectMany(
    a => a.SelectMany(
        b => b.SelectMany(
            c => c.Select(
                d => d.Name
            )
        )
    )
);
6
Mark Brackett

これが変更された Jon Skeetの答え 「複数のレベル」を許可するように：

static IEnumerable Flatten(IEnumerable enumerable)
{
    foreach (object element in enumerable)
    {
        IEnumerable candidate = element as IEnumerable;
        if (candidate != null)
        {
            foreach (object nested in Flatten(candidate))
            {
                yield return nested;
            }
        }
        else
        {
            yield return element;
        }
    }
}

免責事項：私はC＃を知りません。

Pythonでも同じです：

#!/usr/bin/env python

def flatten(iterable):
    for item in iterable:
        if hasattr(item, '__iter__'):
            for nested in flatten(item):
                yield nested
        else:
            yield item

if __== '__main__':
    for item in flatten([1,[2, 3, [[4], 5]], 6, [[[7]]], [8]]):
        print(item, end=" ")

印刷します：

1 2 3 4 5 6 7 8
5
jfs

関数：

public static class MyExtentions
{
    public static IEnumerable<T> RecursiveSelector<T>(this IEnumerable<T> nodes, Func<T, IEnumerable<T>> selector)
    {
        if(nodes.Any())
            return nodes.Concat(nodes.SelectMany(selector).RecursiveSelector(selector));

        return nodes;
    } 
}

使用法：

var ar = new[]
{
    new Node
    {
        Name = "1",
        Chilren = new[]
        {
            new Node
            {
                Name = "11",
                Children = new[]
                {
                    new Node
                    {
                        Name = "111",

                    }
                }
            }
        }
    }
};

var flattened = ar.RecursiveSelector(x => x.Children).ToList();
3
Yasin Kilicdere

さて、これは上記の約3つの回答を組み合わせた別のバージョンです。

再帰的。歩留まりを使用します。ジェネリック。オプションのフィルター述語。オプションの選択機能。私がそれを作ることができるのと同じくらい簡潔です。

    public static IEnumerable<TNode> Flatten<TNode>(
        this IEnumerable<TNode> nodes, 
        Func<TNode, bool> filterBy = null,
        Func<TNode, IEnumerable<TNode>> selectChildren = null
        )
    {
        if (nodes == null) yield break;
        if (filterBy != null) nodes = nodes.Where(filterBy);

        foreach (var node in nodes)
        {
            yield return node;

            var children = (selectChildren == null)
                ? node as IEnumerable<TNode>
                : selectChildren(node);

            if (children == null) continue;

            foreach (var child in children.Flatten(filterBy, selectChildren))
            {
                yield return child;
            }
        }
    }

使用法：

// With filter predicate, with selection function
var flatList = nodes.Flatten(n => n.IsDeleted == false, n => n.Children);
1
Casey

VBではyieldは使用できず、LINQは遅延実行と簡潔な構文の両方を提供するため、を使用することもできます。

<Extension()>
Public Function Flatten(Of T)(ByVal objects As Generic.IEnumerable(Of T), ByVal selector As Func(Of T, Generic.IEnumerable(Of T))) As Generic.IEnumerable(Of T)
    Return objects.Union(objects.SelectMany(selector).Flatten(selector))
End Function
1
Richard Collette

ループ、つまりその祖先を指す子がある場合、提供されたすべてのソリューションが機能しなくなるため、最初から実装する必要がありました。私と同じ要件がある場合は、これを見てください（私のソリューションが特別な状況で壊れるかどうかも知らせてください）：

使い方：

var flattenlist = rootItem.Flatten(obj => obj.ChildItems, obj => obj.Id)

コード：

public static class Extensions
    {
        /// <summary>
        /// This would flatten out a recursive data structure ignoring the loops. The end result would be an enumerable which enumerates all the
        /// items in the data structure regardless of the level of nesting.
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T">Type of the recursive data structure</typeparam>
        /// <param name="source">Source element</param>
        /// <param name="childrenSelector">a function that returns the children of a given data element of type T</param>
        /// <param name="keySelector">a function that returns a key value for each element</param>
        /// <returns>a faltten list of all the items within recursive data structure of T</returns>
        public static IEnumerable<T> Flatten<T>(this IEnumerable<T> source,
            Func<T, IEnumerable<T>> childrenSelector,
            Func<T, object> keySelector) where T : class
        {
            if (source == null)
                throw new ArgumentNullException("source");
            if (childrenSelector == null)
                throw new ArgumentNullException("childrenSelector");
            if (keySelector == null)
                throw new ArgumentNullException("keySelector");
            var stack = new Stack<T>( source);
            var dictionary = new Dictionary<object, T>();
            while (stack.Any())
            {
                var currentItem = stack.Pop();
                var currentkey = keySelector(currentItem);
                if (dictionary.ContainsKey(currentkey) == false)
                {
                    dictionary.Add(currentkey, currentItem);
                    var children = childrenSelector(currentItem);
                    if (children != null)
                    {
                        foreach (var child in children)
                        {
                            stack.Push(child);
                        }
                    }
                }
                yield return currentItem;
            }
        }

        /// <summary>
        /// This would flatten out a recursive data structure ignoring the loops. The     end result would be an enumerable which enumerates all the
        /// items in the data structure regardless of the level of nesting.
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T">Type of the recursive data structure</typeparam>
        /// <param name="source">Source element</param>
        /// <param name="childrenSelector">a function that returns the children of a     given data element of type T</param>
        /// <param name="keySelector">a function that returns a key value for each   element</param>
        /// <returns>a faltten list of all the items within recursive data structure of T</returns>
        public static IEnumerable<T> Flatten<T>(this T source, 
            Func<T, IEnumerable<T>> childrenSelector,
            Func<T, object> keySelector) where T: class
        {
            return Flatten(new [] {source}, childrenSelector, keySelector);
        }
    }
1
Aidin

SelectMany 拡張メソッドはすでにこれを行っています。

シーケンスの各要素をIEnumerable <（Of <（T>）>）に投影し、結果のシーケンスを1つのシーケンスにフラット化します。

1
leppie
class PageViewModel { 
    public IEnumerable<PageViewModel> ChildrenPages { get; set; } 
}

Func<IEnumerable<PageViewModel>, IEnumerable<PageViewModel>> concatAll = null;
concatAll = list => list.SelectMany(l => l.ChildrenPages.Any() ? 
    concatAll(l.ChildrenPages).Union(new[] { l }) : new[] { l });

var allPages = concatAll(source).ToArray();
0
FindOutIslamNow
static class EnumerableExtensions
{
    public static IEnumerable<T> Flatten<T>(this IEnumerable<IEnumerable<T>> sequence)
    {
        foreach(var child in sequence)
            foreach(var item in child)
                yield return item;
    }
}

多分このように？それとも、それが潜在的に無限に深くなる可能性があるということですか？

0
Torbjörn Gyllebring