列出<T>和IEnumerable的区别

Question

在实现这种通用的合并排序时,作为一种Code Kata,我偶然发现了IEnumerable和List之间的差异,我需要帮助弄清楚.

这是MergeSort

public class MergeSort<T>
{
    public IEnumerable<T> Sort(IEnumerable<T> arr)
    {
        if (arr.Count() <= 1) return arr;

        int middle = arr.Count() / 2;
        var left = arr.Take(middle).ToList();
        var right = arr.Skip(middle).ToList();
        return Merge(Sort(left), Sort(right));
    }

    private static IEnumerable<T> Merge(IEnumerable<T> left, IEnumerable<T> right)
    {
        var arrSorted = new List<T>();

        while (left.Count() > 0 && right.Count() > 0)
        {
            if (Comparer<T>.Default.Compare(left.First(), right.First()) < 0)
            {
                arrSorted.Add(left.First());
                left=left.Skip(1);
            }
            else
            {
                arrSorted.Add(right.First());  
                right=right.Skip(1);  
            }
        }

        return arrSorted.Concat(left).Concat(right);
    }
}

如果我删除.ToList()on left和right变量,则无法正确排序.你明白为什么吗？

例

var ints = new List<int> { 5, 8, 2, 1, 7 };
var mergeSortInt = new MergeSort<int>();
var sortedInts = mergeSortInt.Sort(ints);

同 .ToList()

    [0]: 1
    [1]: 2
    [2]: 5
    [3]: 7
    [4]: 8

没有 .ToList()

    [0]: 1
    [1]: 2
    [2]: 5
    [3]: 7
    [4]: 2

编辑

这是我的愚蠢测试让我.

我测试了这样:

var sortedInts = mergeSortInt.Sort(ints);
ints.Sort();
if (Enumerable.SequenceEqual(ints, sortedInts)) Console.WriteLine("ints sorts ok");

只需将第一行更改为

var sortedInts = mergeSortInt.Sort(ints).ToList();

删除问题(和懒惰的评估).

编辑2010-12-29

我想我会弄清楚懒惰的评价是如何在这里弄乱的,但我只是不明白.

.ToList()像这样删除上面的Sort方法中的

var left = arr.Take(middle);
var right = arr.Skip(middle);

然后尝试这个

var ints = new List<int> { 5, 8, 2 };
var mergeSortInt = new MergeSort<int>();
var sortedInts = mergeSortInt.Sort(ints);
ints.Sort();
if (Enumerable.SequenceEqual(ints, sortedInts)) Console.WriteLine("ints sorts ok");

调试时可以看到,前ints.Sort()一个sortedInts.ToList()返回

[0]: 2
[1]: 5
[2]: 8

但在ints.Sort()它返回后

[0]: 2
[1]: 5
[2]: 5

这里到底发生了什么？

Answer 1

您的功能是正确的 - 如果您检查结果Merge,您将看到结果已排序(示例).
那么问题出在哪里？正如您所怀疑的那样,您正在测试它是错误的 - 当您调用Sort原始列表时,您将更改从中获取的所有集合!
这是一段演示您所做的事情的片段:

List<int> numbers = new List<int> {5, 4};
IEnumerable<int> first = numbers.Take(1);
Console.WriteLine(first.Single()); //prints 5
numbers.Sort();
Console.WriteLine(first.Single()); //prints 4!

你创建的所有集合基本上都是相同的first- 在某种程度上,它们是指向位置的惰性指针ints.显然,当你打电话时ToList,问题就消除了.

你的情况比这更复杂.你Sort的部分是懒惰的,完全按照你的建议:首先你创建一个list(arrSorted)并为它添加整数.那部分不是懒惰的,这也是你看到前几个元素排序的原因.接下来,添加其余元素 - 但是Concat很懒.现在,递归变得更加混乱:在大多数情况下,你的大多数元素IEnumerable都是渴望的 - 你创建了左右列表,这些列表也是由大多数渴望+懒惰的尾巴构成的.你最终得到一个排序的List<int>,懒惰地连接到一个懒惰的指针,它应该只是最后一个元素(其他元素之前被合并).
这是你的函数的调用图 - 红色表示一个懒惰的集合,黑色表示一个实数:

当您更改列表时,新列表基本上是完整的,但最后一个元素是惰性的,并指向原始列表中最大元素的位置.

结果大部分都很好,但它的最后一个元素仍然指向原始列表:

最后一个例子:考虑您正在更改原始列表中的所有元素.如您所见,已排序集合中的大多数元素保持不变,但最后一个是惰性并指向新值:

var ints = new List<int> { 3,2,1 };
var mergeSortInt = new MergeSort<int>();
var sortedInts = mergeSortInt.Sort(ints);
// sortedInts is { 1, 2, 3 }
for(int i=0;i<ints.Count;i++) ints[i] = -i * 10;
// sortedInts is { 1, 2, 0 }

以下是Ideone上的相同示例:http://ideone.com/FQVR7

Answer 2

无法重现 - 我刚试过这个,它的工作非常好.显然,它以各种方式效率相当低,但删除ToList调用并没有使它失败.

这是我的测试代码,MergeSort代码按原样,但没有ToList()调用:

using System;
using System.Collections.Generic;

public static class Extensions
{
    public static void Dump<T>(this IEnumerable<T> items, string name)
    {
        Console.WriteLine(name);
        foreach (T item in items)
        {
            Console.Write(item);
            Console.Write(" ");
        }
        Console.WriteLine();
    }
}

class Test
{    
    static void Main()
    {
        var ints = new List<int> { 5, 8, 2, 1, 7 };
        var mergeSortInt = new MergeSort<int>();
        var sortedInts = mergeSortInt.Sort(ints);
        sortedInts.Dump("Sorted");
    }
}

输出:

Sorted
1 2 5 7 8

也许问题是你如何测试你的代码？