将嵌套的for循环转换为LINQ表达式

Question

请考虑以下代码：

    private ISet<int> CalcSumsOfTwoNums(IEnumerable<int> nums) {
        ISet<int> iset = new HashSet<int>();
        var asArray = nums.ToArray();

        for (var i = 0; i < asArray.Length - 2; i++) {
            for (var j = i; j < asArray.Length - 1; j++) {
                var sum = asArray[i] + asArray[j];
                if (sum <= MAX) {
                    iset.Add(sum);
                }
            }
        }

        return iset;
    }

将嵌套的 for 循环语法转换为 LINQ 表达式或 LINQ 点记号，这是否有意义？这是其中一种情况，for 循环语法更合适吗？我的倾向是说，在这里使用 for 循环更好，因为我依赖于数组的索引位置，通过它来获取结果集。

- λ Jonas Gorauskas

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也许您应该解释一下循环实际上是做什么的，这样会更容易理解吧？ - MarcinJuraszek

据我所知，Linq 的性能与常规循环相当。 - WiiMaxx

@MarcinJuraszek - 我认为我试图发现的最重要的事情是，在上面的for循环语法中，保存数组索引的i和j变量是计算总和的关键，而我不知道如何将其转换为LINQ语法。 nums中的值可以是任意的，例如1到10。我返回一个ISet而不是一个IEnumerable，以确保返回的值是唯一的。 - λ Jonas Gorauskas

你为什么要首先使用LINQ呢？它确实适用于某些操作，但乍一看，我会说这不是其中之一。也许这是有意的，但在for循环中限制的情况下，数组的最后一个值将不会被使用。 - Dirk

@WiiMaxx：LINQ通常由于涉及lambda函数而具有较差的性能。它们看起来很简单，但实际上在实现中相当复杂。对于所有情况都不会有影响。 - Dirk

Answer 1

private static ISet<int> CalcSumsOfTwoNums2(IEnumerable<int> nums)
{
    // get List<int> from nums to get info about collection length
    var source = nums.ToList();

    // proper iteration
    var data = source.Take(source.Count - 1)
                     .SelectMany((e, ix) => source.Skip(ix)
                                                  .Take(source.Count - 1 - ix)
                                                  .Select(i => new { e, i }))
                     .Select(x => x.e + x.i)
                     .Where(x => x < MAX);

    // return HashSet instead of IEnumerable<int>
    return new HashSet<int>(data);
}

这个方法返回的结果和你的方法是相同的。然而，我建议你保留你当前的解决方案。它的性能可能比 LINQ 更好。

- MarcinJuraszek

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上面的代码有一个小错误，就是在最后一行的 Where 子句中，应该将 x < MAX 改为 x <= MAX。 - λ Jonas Gorauskas

我选择这个答案作为被接受的答案，因为MarcinJuraszek的算法避免了计算每个总和两次的额外工作。此外，这个答案运行速度大约快2.5倍，但不比“for”循环语法更快。 - λ Jonas Gorauskas

Answer 2

您可以尝试以下 Linq 代码：

var asArray = nums.ToArray();
var result = (from n1 in asArray.Take(asArray.Length - 2)
              from n2 in asArray.Take(asArray.Length - 1)
              where n1 + n2 <= MAX
              select n1 + n2);

iset = new HashSet<int>(result);

它的输出与您的代码片段相同。

- Parimal Raj

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内部循环仍然从该集合的开头迭代。问题示例从外部循环的实际位置开始内部循环：var j = i。结果是相同的，但您的解决方案中存在一些不必要的迭代。 - MarcinJuraszek

@MarcinJuraszek - 请再次检查！ - Parimal Raj

结果还不错，因为 HashSet 将重复的项合并在一起 :) 但是你计算每个总和都计算了两次：作为 (i1，i2) 和 (i2，i1)。 - MarcinJuraszek