Linq 是否提供了一种方法来轻松发现序列中的空白？

Question

我正在管理一个文件目录。每个文件的命名类似于Image_000000.png，每个存储的文件的数字部分都会递增。

也可以删除文件，在数字序列中留下空白。我问的原因是因为我认识到在未来的某个时候，用户可能会用完数字序列，除非我采取措施在数字可用时重用它们。我知道它是一百万，而且很多，但我们有 20 多年的用户，所以“总有一天”不是不可能的。

所以，我特意询问是否存在一种无需简单循环即可轻松确定序列间隙的方法。我意识到，因为它是一个固定范围，我可以简单地循环预期的范围。

除非有更好/更清洁/更容易/更快的替代方案，否则我会这样做。如果是这样，我想知道。

调用该方法获取下一个可用的文件名：

public static String GetNextImageFileName()
{
    String retFile = null;
    DirectoryInfo di = new DirectoryInfo(userVars.ImageDirectory);
    FileInfo[] fia = di.GetFiles("*.*", SearchOption.TopDirectoryOnly);
    String lastFile = fia.Where(i => i.Name.StartsWith("Image_") && i.Name.Substring(6, 6).ContainsOnlyDigits()).OrderBy(i => i.Name).Last().Name;
    if (!String.IsNullOrEmpty(lastFile))
    {
        Int32 num;
        String strNum = lastFile.Substring(6, 6);
        String strExt = lastFile.Substring(13);
        if (!String.IsNullOrEmpty(strNum) && 
            !String.IsNullOrEmpty(strExt) && 
            strNum.ContainsOnlyDigits() &&
            Int32.TryParse(strNum, out num))
        {
            num++;
            retFile = String.Format("Image_{0:D6}.{1}", num, strExt);
            while (num <= 999999 && File.Exists(retFile))
            {
                num++;
                retFile = String.Format("Image_{0:D6}.{1}", num, strExt);
            }
        }
    }

    return retFile;
}

编辑：如果它对任何人有帮助，这是最后的方法，结合 Daniel Hilgarth 的回答：

public static String GetNextImageFileName()
{
    DirectoryInfo di = new DirectoryInfo(userVars.ImageDirectory);
    FileInfo[] fia = di.GetFiles("Image_*.*", SearchOption.TopDirectoryOnly);
    List<Int32> fileNums = new List<Int32>();
    foreach (FileInfo fi in fia)
    {
        Int32 i;
        if (Int32.TryParse(fi.Name.Substring(6, 6), out i))
            fileNums.Add(i);
    }
    var result = fileNums.Select((x, i) => new { Index = i, Value = x })
                .Where(x => x.Index != x.Value)
                .Select(x => (Int32?)x.Index)
                .FirstOrDefault();

    Int32 index;
    if (result == null)
        index = fileNums.Count - 1;
    else
        index = result.Value - 1;

    var nextNumber = fileNums[index] + 1;

    if (nextNumber >= 0 && nextNumber <= 999999)
        return String.Format("Image_{0:D6}", result.Value);

    return null;
}

Answer 1

找到第一个间隙的第一个数字的一​​个非常简单的方法如下：

int[] existingNumbers = /* extract all numbers from all filenames and order them */
var allNumbers = Enumerable.Range(0, 1000000);
var result = allNumbers.Where(x => !existingNumbers.Contains(x)).First();

如果所有数字都已使用且不存在间隙，则返回 1,000,000。

这种方法的缺点是性能相当差，因为它会多次迭代existingNumbers。

更好的方法是使用 Zip：

allNumbers.Zip(existingNumbers, (a, e) => new { Number = a, ExistingNumber = e })
          .Where(x => x.Number != x.ExistingNumber)
          .Select(x => x.Number)
          .First();

DuckMaestro 答案的改进版本实际上返回第一个间隙的第一个值 - 而不是第一个间隙之后的第一个值 - 看起来像这样：

var tmp = existingNumbers.Select((x, i) => new { Index = i, Value = x })
                         .Where(x => x.Index != x.Value)
                         .Select(x => (int?)x.Index)
                         .FirstOrDefault();

int index;
if(tmp == null)
    index = existingNumbers.Length - 1;
else
    index = tmp.Value - 1;

var nextNumber = existingNumbers[index] + 1;

Answer 2

改进另一个答案，使用Where 的替代版本。

int[] existingNumbers = ...
var result = existingNumbers.Where( (x,i) => x != i ).FirstOrDefault();

值i 是一个从0 开始的计数器。

.NET 3.5 (http://msdn.microsoft.com/en-us/library/bb549418(v=vs.90).aspx) 支持此版本的 where。

Answer 3

var firstnonexistingfile = Enumerable.Range(0,999999).Select(x => String.Format("Image_{0:D6}.{1}", x, strExt)).FirstOrDefault(x => !File.Exists(x));

这将从0 迭代到999999，然后将String.Format() 的结果输出为IEnumerable<string>，然后从该序列中找到第一个为File.Exists() 返回false 的字符串。

Answer 4

这是一个老问题，但有人建议（在 cmets 中）您可以改用 .Except()。我倾向于更喜欢这个解决方案，因为它会给你第一个缺失的数字（间隙）或序列中的下一个最小数字。这是一个例子：

var allNumbers = Enumerable.Range(0, 999999); //999999 is arbitrary. You could use int.MaxValue, but it would degrade performance
var existingNumbers = new int[] { 0, 1, 2, 4, 5, 6 };

int result;
var missingNumbers = allNumbers.Except(existingNumbers);
if (missingNumbers.Any())
  result = missingNumbers.First();
else //no missing numbers -- you've reached the max
  result = -1;

运行上述代码会将result 设置为：

3

此外，如果您将现有号码更改为：

var existingNumbers = new int[] { 0, 1, 3, 2, 4, 5, 6 };

所以没有差距，你会得到 7 回来。

无论如何，这就是为什么我更喜欢除了 Zip 解决方案之外的原因 - 只是我的两美分。 谢谢！