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Enumerable 下又有新的扩展方法啦,快来一睹为快吧

运维开发网 https://www.qedev.com 2021-02-24 10:35 出处:51CTO 作者:mb5fd86a704dffe
一:背景1. 讲故事前段时间将公司的一个项目从 4.5 升级到了 framework 4.8 ,编码的时候发现 Enumerable 中多了三个扩展方法: Append, Prepend, ToHashSet,想必玩过jquery的朋友一眼就能看出这三个方法的用途,这篇就和大家一起来聊聊这三个方法的底层源码实现,看有没有什么新东西可以挖出来。二:Enumerable 下的新扩展方法1. Appen

一:背景

1. 讲故事

前段时间将公司的一个项目从 4.5 升级到了 framework 4.8 ,编码的时候发现 Enumerable 中多了三个扩展方法: Append, Prepend, ToHashSet,想必玩过jquery的朋友一眼就能看出这三个方法的用途,这篇就和大家一起来聊聊这三个方法的底层源码实现,看有没有什么新东西可以挖出来。

二:Enumerable 下的新扩展方法

1. Append

看到这个我的第一印象就是 Add 方法, 可惜在 Enumerable 中并没有类似的方法,可能后来程序员在这块的呼声越来越高,C#开发团队就弥补了这个遗憾。

<1> 单条数据的追加

接下来我写一个小例子往集合的尾部追加一条数据,如下代码所示:

       static void Main(string[] args)

       {

           var arr = new int[2] { 1, 2 };

           var result = Enumerable.Append(arr, 3);

           foreach (var item in result)

           {

               Console.WriteLine(item);

           }

       }

Enumerable 下又有新的扩展方法啦,快来一睹为快吧

逻辑还是非常清晰的,再来看看底层源码是怎么实现的。

public static IEnumerable<TSource> Append<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, TSource element)

{

   if (source == null)

   {

       throw Error.ArgumentNull("source");

   }

   AppendPrependIterator<TSource> appendPrependIterator = source as AppendPrependIterator<TSource>;

   if (appendPrependIterator != null)

   {

       return appendPrependIterator.Append(element);

   }

   return new AppendPrepend1Iterator<TSource>(source, element, appending: true);

}

private class AppendPrepend1Iterator<TSource> : AppendPrependIterator<TSource>

{

   public AppendPrepend1Iterator(IEnumerable<TSource> source, TSource item, bool appending) : base(source)

   {

       _item = item;

       _appending = appending;

   }

   public override bool MoveNext()

   {

       switch (state)

       {

       case 1:

           state = 2;

           if (!_appending)

           {

               current = _item;

               return true;

           }

           goto case 2;

       case 2:

           GetSourceEnumerator();

           state = 3;

           goto case 3;

       case 3:

           if (LoadFromEnumerator())

           {

               return true;

           }

           if (_appending)

           {

               current = _item;

               return true;

           }

           break;

       }

       Dispose();

       return false;

   }

}

从上面的源码来看,这玩意做的还是挺复杂的,继承关系依次是: AppendPrepend1Iterator<TSource> -> AppendPrependIterator<TSource> -> Iterator<TSource>, 这里大家要着重看一下 MoveNext() 里面的两个方法 GetSourceEnumerator() 和 LoadFromEnumerator(),如下代码所示:

可以看到,第一个方法用于获取 Array 这个数据源,下面这个方法用于遍历这个 Array,当 foreach 遍历完之后,执行 case 3 语句,也就是下面的 if 语句,将你追加的 3 迭代一下,如下图:

<2> 批量数据的追加

我们知道集合的添加除了 Add 还有 AddRange,很遗憾,Enumerable下并没有找到类似的 AppendRange 方法,那如果要实现 AppendRange 操作该怎么处理呢?哈哈,只能自己 foreach 迭代啦,如下代码:

       static void Main(string[] args)

       {

           var arr = new int[2] { 1, 2 };

           var arr2 = new int[3] { 3, 4, 5 };

           IEnumerable<int> collection = arr;

           foreach (var item in arr2)

           {

               collection = collection.Append(item);

           }

           foreach (var item in collection)

           {

               Console.WriteLine(item);

           }

       }

结果也是非常简单的,因为 IEnumerable 是非破坏性的操作,所以你需要在 Append 之后用类型给接住,接下来找一下底层源码。

public static IEnumerable<TSource> Append<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, TSource element)

{

   if (source == null)

   {

       throw Error.ArgumentNull("source");

   }

   AppendPrependIterator<TSource> appendPrependIterator = source as AppendPrependIterator<TSource>;

   if (appendPrependIterator != null)

   {

       return appendPrependIterator.Append(element);

   }

   return new AppendPrepend1Iterator<TSource>(source, element, appending: true);

}

private class AppendPrepend1Iterator<TSource> : AppendPrependIterator<TSource>

{

   public override AppendPrependIterator<TSource> Append(TSource item)

   {

       if (_appending)

       {

           return new AppendPrependN<TSource>(_source, null, new SingleLinkedNode<TSource>(_item).Add(item), 0, 2);

       }

       return new AppendPrependN<TSource>(_source, new SingleLinkedNode<TSource>(_item), new SingleLinkedNode<TSource>(item), 1, 1);

   }

}

private class AppendPrependN<TSource> : AppendPrependIterator<TSource>

{

   public override AppendPrependIterator<TSource> Append(TSource item)

   {

       SingleLinkedNode<TSource> appended = (_appended != null) ? _appended.Add(item) : new SingleLinkedNode<TSource>(item);

       return new AppendPrependN<TSource>(_source, _prepended, appended, _prependCount, _appendCount + 1);

   }

}

从上面的代码可以看出,当你 Append 多次的时候,本质上就是多次调用 AppendPrependN<TSource>.Append() ,而且在调用的过程中,一直将你后续添加的元素追加到 SingleLinkedNode 单链表中,这里要注意的是 Add 采用的是 头插法,所以最后插入的元素会在队列头部,如下图:

Enumerable 下又有新的扩展方法啦,快来一睹为快吧

如果你不信的话,我可以在 vs 调试中给您展示出来。

Enumerable 下又有新的扩展方法啦,快来一睹为快吧

貌似说的有点啰嗦,最后大家观察一下 AppendPrependN<TSource>.MoveNext 的实现就可以了。

Enumerable 下又有新的扩展方法啦,快来一睹为快吧

说了这么多,我想你应该明白了哈。

2. Prepend

本质上来说 Prepend 和 Append 是一对的,一个是在前面插入,一个是在后面插入,不要想歪了,如果你细心的话,你会发现 Prepend 也是用了这三个类: AppendPrepend1Iterator<TSource>,AppendPrependIterator<TSource>,AppendPrependN<TSource> 以及 单链表 SingleLinkedNode<TSource>,这个就留给大家自己研究了哈。

3. ToHashSet

我以前在全内存开发中会频繁的用到 HashSet,毕竟它的时间复杂度是 O(1) ,而且在 Enumerable 中早就有了 ToList 和 ToDictionary,凭啥没有 ToHashSet,在以前只能将 source 塞到 HashSet 的构造函数中,如: new HashSet<int>(source) ,想想也是够奇葩的哈,而且我还想吐糟一下的是居然到现在还没有 AddRange 批量添加方法,气人哈,接下来用 ILSpy 看一下这个扩展方法是如何实现的。

三:总结

总体来说这三个方法还是很实用的,我相信在后续的版本中 Enumerable 下的扩展方法还会越来越多,越来越人性化,人生苦短, 我用C#。

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