优化 LINQ 将多个列表组合成新的通用列表

Question

给定以下三个列表：

    var FirstNames = new List<string>(){ "Bob", "Sondra", "Avery", "Von", "Randle", "Gwen", "Paisley" };
    var LastNames = new List<string>(){ "Anderson", "Carlson", "Vickers", "Black", "Schultz", "Marigold", "Johnson" };
    var Birthdates = new List<DateTime>()
                    { 
                        Convert.ToDateTime("11/12/1980"), 
                        Convert.ToDateTime("09/16/1978"), 
                        Convert.ToDateTime("05/18/1985"), 
                        Convert.ToDateTime("10/29/1980"), 
                        Convert.ToDateTime("01/19/1989"), 
                        Convert.ToDateTime("01/14/1972"), 
                        Convert.ToDateTime("02/20/1981") 
                    };

我想将它们组合成一个新的泛型类型，其中列表共享的关系是它们在集合中的位置。即 FirstNames[0]、LastNames[0]、Birthdates[0] 是相关的。

所以我想出了这个 LINQ，与索引匹配，现在似乎工作正常：

    var students = from fn in FirstNames
                   from ln in LastNames
                   from bd in Birthdates
                   where FirstNames.IndexOf(fn) == LastNames.IndexOf(ln)
                   where FirstNames.IndexOf(fn) == Birthdates.IndexOf(bd)
                   select new { First = fn, Last = ln, Birthdate = bd.Date };

但是，我强调测试了这段代码（每个List<string> 和List<DateTime> 都加载了几百万条记录）并且遇到了SystemOutOfMemory 异常。

有没有其他方法可以写出这个查询来更有效地使用 Linq 获得相同的结果？

Answer 1

这就是 Zip 的用途。

var result = FirstNames
  .Zip(LastNames, (f,l) => new {f,l})
  .Zip(BirthDates, (fl, b) => new {First=fl.f, Last = fl.l, BirthDate = b});

关于缩放：

int count = 50000000;
var FirstNames = Enumerable.Range(0, count).Select(x=>x.ToString());
var LastNames = Enumerable.Range(0, count).Select(x=>x.ToString());
var BirthDates = Enumerable.Range(0, count).Select(x=> DateTime.Now.AddSeconds(x));

var sw = new Stopwatch();
sw.Start();

var result = FirstNames
  .Zip(LastNames, (f,l) => new {f,l})
  .Zip(BirthDates, (fl, b) => new {First=fl.f, Last = fl.l, BirthDate = b});

foreach(var r in result)
{
    var x = r;
}
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds); // Returns 69191 on my machine.

虽然这些因内存不足而爆炸：

int count = 50000000;
var FirstNames = Enumerable.Range(0, count).Select(x=>x.ToString());
var LastNames = Enumerable.Range(0, count).Select(x=>x.ToString());
var BirthDates = Enumerable.Range(0, count).Select(x=> DateTime.Now.AddSeconds(x));

var sw = new Stopwatch();
sw.Start();

var FirstNamesList = FirstNames.ToList(); // Blows up in 32-bit .NET with out of Memory
var LastNamesList = LastNames.ToList();
var BirthDatesList = BirthDates.ToList();

var result = Enumerable.Range(0, FirstNamesList.Count())
    .Select(i => new 
                 { 
                     First = FirstNamesList[i], 
                     Last = LastNamesList[i], 
                     Birthdate = BirthDatesList[i] 
                 });

result = BirthDatesList.Select((bd, i) => new
{ 
    First = FirstNamesList[i], 
    Last = LastNamesList[i], 
    BirthDate = bd 
});

foreach(var r in result)
{
    var x = r;
}
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);

在较低的值下，将 Enumerables 转换为 List 的成本也比创建额外的对象要昂贵得多。 Zip 比索引版本快大约 30%。随着您添加更多列，Zips 的优势可能会缩小。

性能特征也大不相同。 Zip 例程将几乎立即开始输出答案，而其他例程仅在读取整个 Enumerable 并将其转换为列表后才开始输出答案，因此，如果您获取结果并使用 .Skip(x).Take(y) 对其进行分页，或者检查是否有什么存在.Any(...) 它会更快，因为它不必转换整个可枚举。

最后，如果它变得对性能至关重要，并且您需要实现许多结果，您可以考虑扩展 zip 以处理任意数量的 Enumerable，例如（无耻地从 Jon Skeet 窃取 - https://codeblog.jonskeet.uk/2011/01/14/reimplementing-linq-to-objects-part-35-zip/）：

private static IEnumerable<TResult> Zip<TFirst, TSecond, TThird, TResult>( 
    IEnumerable<TFirst> first, 
    IEnumerable<TSecond> second,
    IEnumerable<TThird> third, 
    Func<TFirst, TSecond, TThird, TResult> resultSelector) 
{ 
    using (IEnumerator<TFirst> iterator1 = first.GetEnumerator()) 
    using (IEnumerator<TSecond> iterator2 = second.GetEnumerator()) 
    using (IEnumerator<TThird> iterator3 = third.GetEnumerator()) 
    { 
        while (iterator1.MoveNext() && iterator2.MoveNext() && iterator3.MoveNext()) 
        { 
            yield return resultSelector(iterator1.Current, iterator2.Current, iterator3.Current); 
        } 
    } 
}

那么你可以这样做：

var result = FirstNames
  .Zip(LastNames, BirthDates, (f,l,b) => new {First=f,Last=l,BirthDate=b});

现在你甚至没有创建中间对象的问题，所以你得到了世界上最好的。

或者使用这里的实现来通用处理任何数字：Zip multiple/abitrary number of enumerables in C#

Answer 2

另一种选择是在提供的索引器中使用 Select 重载：

var result = Birthdates.Select((bd, i) => new
{ 
    First = FirstNames[i], 
    Last = LastNames[i], 
    Birthdate = bd 
});

Answer 3

是的，使用范围生成器：

var result = Enumerable.Range(0, FirstNames.Count)
    .Select(i => new 
                 { 
                     First = FirstNames[i], 
                     Last = LastNames[i], 
                     Birthdate = Birthdates[i] 
                 });