C# 集合 - 按元素排序（旋转）

Question

我有一个IEnumerable<Point>集合。 假设它包含 5 个点（实际上它更像是 2000）

我想对这个集合进行排序，以便集合中的一个特定点成为第一个元素，所以它基本上是在特定点切割一个集合并将它们重新连接在一起。

所以我的5点清单：

{0,0}, {10,0}, {10,10}, {5,5}, {0,10}

相对于索引 3 处的元素重新排序将变为：

{5,5}, {0,10}, {0,0}, {10,0}, {10,10}

解决这个问题的最有效的计算方法是什么，或者是否有一种已经存在的内置方法......如果是这样，我似乎找不到一个！

Answer 1

var list = new[] { 1, 2, 3, 4, 5 };

var rotated = list.Skip(3).Concat(list.Take(3));

// rotated is now {4, 5, 1, 2, 3}

Answer 2

在这种情况下，一个简单的数组副本是 O(n)，对于几乎所有现实世界的目的来说，这应该足够了。 但是，我会同意您在某些情况下 - 如果这是多级算法深处的一部分 - 这可能是相关的。 此外，您是否只需要以有序的方式遍历这个集合或创建一个副本？

链表很容易像这样重新组织，尽管访问随机元素的成本会更高。 总体而言，计算效率还取决于您如何准确访问此项目集合（以及它们是什么类型的项目 - 值类型或引用类型？）。

标准的 .NET 链表似乎不支持这种手动操作，但一般来说，如果您有链表，您可以轻松地按照您描述的方式移动列表的各个部分，只需分配新的“下一个”和“上一个” " 指向端点的指针。

此处可用的收藏库支持此功能： http : //www.itu.dk/research/c5/ 。 具体来说，您正在寻找LinkedList<T>.Slide()方法，您可以在LinkedList<T>.View()返回的对象上使用该方法。

Answer 3

没有两次枚举list版本，但由于T[]导致更高的内存消耗：

public static IEnumerable<T> Rotate<T>(IEnumerable<T> source, int count)
{
    int i = 0;

    T[] temp = new T[count];

    foreach (var item in source)
    {
        if (i < count)
        {
            temp[i] = item;
        }
        else
        {
            yield return item;
        }

        i++;
    }

    foreach (var item in temp)
    {
        yield return item;
    }
}

[Test]
public void TestRotate()
{
    var list = new[] { 1, 2, 3, 4, 5 };

    var rotated = Rotate(list, 3);

    Assert.That(rotated, Is.EqualTo(new[] { 4, 5, 1, 2, 3 }));
}

注意：添加参数检查。

Answer 4

ulrichb 显示的 Linq 方法的另一种替代方法是使用队列类（一个先进先出的集合）出列到您的索引，并将您取出的入列。

Answer 5

使用 linq 的幼稚实现是：

IEnumerable x = new[] { 1, 2, 3, 4 };
var tail = x.TakeWhile(i => i != 3);
var head = x.SkipWhile(i => i != 3);
var combined = head.Concat(tail); // is now 3, 4, 1, 2

此处发生的情况是，您执行了获得组合序列中第一个元素所需的两次比较。 该解决方案可读且紧凑，但效率不高。 其他贡献者描述的解决方案可能更有效，因为他们使用特殊的数据结构作为数组或列表。

Answer 6

您可以编写用户定义的 List 扩展，通过使用 List.Reverse() 进行旋转。 我从 C++ 标准模板库中获取了基本思想，它基本上分三步使用 Reverse： Reverse(first, mid) Reverse(mid, last) Reverse(first, last)

据我所知，这是最有效和最快的方式。 我测试了 10 亿个元素，旋转 Rotate(0, 50000, 800000) 需要 0.00097 秒。 （顺便说一句：向 List 添加 10 亿个整数已经需要 7.3 秒）

这是您可以使用的扩展名：

public static class Extensions
{
  public static void Rotate(this List<int> me, int first, int mid, int last)
  {
    //indexes are zero based!
    if (first >= mid || mid >= lastIndex)
      return;
    me.Reverse(first, mid - first + 1);
    me.Reverse(mid + 1, last - mid);
    me.Reverse(first, last - first + 1);
  }
}

用法是这样的：

static void Main(string[] args)
{
    List<int> iList = new List<int>{0,1,2,3,4,5};    
    Console.WriteLine("Before rotate:");
    foreach (var item in iList)
    {
      Console.Write(item + " ");
    }
    Console.WriteLine();
    
    int firstIndex = 0, midIndex = 2, lastIndex = 4;
    iList.Rotate(firstIndex, midIndex, lastIndex);
    
    Console.WriteLine($"After rotate {firstIndex}, {midIndex}, {lastIndex}:");
    foreach (var item in iList)
    {
      Console.Write(item + " ");
    }
    Console.ReadKey();
}