多个列表与 IEnumerable.Intersect() 的交集

Question

我有一个列表列表，我想找到这样的交集：

var list1 = new List<int>() { 1, 2, 3 };
var list2 = new List<int>() { 2, 3, 4 };
var list3 = new List<int>() { 3, 4, 5 };
var listOfLists = new List<List<int>>() { list1, list2, list3 };

// expected intersection is List<int>() { 3 };

有没有办法用 IEnumerable.Intersect() 做到这一点？

编辑： 我应该更清楚一点：我确实有一个列表列表，我不知道会有多少，上面的三个列表只是一个例子，我有的实际上是一个IEnumerable<IEnumerable<SomeClass>>

解决方案

感谢所有出色的答案。原来有四个选项可以解决这个问题：List+aggregate (@Marcel Gosselin), List+foreach (@JaredPar, @Gabe Moothart), HashSet +aggregate (@jesperll) 和 HashSet+foreach (@Tony the Pony)。我对这些解决方案进行了一些性能测试（改变列表数、每个列表中的元素数和随机数最大值大小。

事实证明，在大多数情况下，HashSet 比 List 表现更好（除了大列表和小随机数大小，因为我猜是 HashSet 的性质。） 我找不到 foreach 方法和聚合方法之间的任何真正区别（foreach 方法的性能略更好。）

对我来说，聚合方法确实很吸引人（我将其作为公认的答案），但我不会说它是最易读的解决方案。再次感谢大家！

Answer 1

怎么样：

var intersection = listOfLists
    .Skip(1)
    .Aggregate(
        new HashSet<T>(listOfLists.First()),
        (h, e) => { h.IntersectWith(e); return h; }
    );

这样，它通过在整个过程中使用相同的 HashSet 进行优化，并且仍然在单个语句中。只需确保 listOfLists 始终包含至少一个列表。

Answer 2

您确实可以使用两次Intersect。不过，我相信这样会更有效率：

HashSet<int> hashSet = new HashSet<int>(list1);
hashSet.IntersectWith(list2);
hashSet.IntersectWith(list3);
List<int> intersection = hashSet.ToList();

当然，小集合不是问题，但如果你有很多大集合，它可能会很重要。

基本上Enumerable.Intersect 需要在每次调用时创建一个集合 - 如果您知道您将进行更多集合操作，您不妨保留该集合。

与以往一样，密切关注性能与可读性 - 两次调用 Intersect 的方法链非常吸引人。

编辑：对于更新的问题：

public List<T> IntersectAll<T>(IEnumerable<IEnumerable<T>> lists)
{
    HashSet<T> hashSet = null;
    foreach (var list in lists)
    {
        if (hashSet == null)
        {
            hashSet = new HashSet<T>(list);
        }
        else
        {
            hashSet.IntersectWith(list);
        }
    }
    return hashSet == null ? new List<T>() : hashSet.ToList();
}

或者，如果您知道它不会是空的，并且 Skip 会相对便宜：

public List<T> IntersectAll<T>(IEnumerable<IEnumerable<T>> lists)
{
    HashSet<T> hashSet = new HashSet<T>(lists.First());
    foreach (var list in lists.Skip(1))
    {
        hashSet.IntersectWith(list);
    }
    return hashSet.ToList();
}

Answer 3

试试这个，它可以工作，但我真的很想在聚合中摆脱 .ToList()。

var list1 = new List<int>() { 1, 2, 3 };
var list2 = new List<int>() { 2, 3, 4 };
var list3 = new List<int>() { 3, 4, 5 };
var listOfLists = new List<List<int>>() { list1, list2, list3 };
var intersection = listOfLists.Aggregate((previousList, nextList) => previousList.Intersect(nextList).ToList());

更新：

根据@pomber 的评论，可以去掉Aggregate 调用中的ToList() 并将其移到外面只执行一次。我没有测试以前的代码是否比新代码更快的性能。所需的更改是在最后一行指定Aggregate 方法的泛型类型参数，如下所示：

var intersection = listOfLists.Aggregate<IEnumerable<int>>(
   (previousList, nextList) => previousList.Intersect(nextList)
   ).ToList();

Answer 4

您可以执行以下操作

var result = list1.Intersect(list2).Intersect(list3).ToList();

Answer 5

这是我的解决方案版本，带有我称为 IntersectMany 的扩展方法。

public static IEnumerable<TResult> IntersectMany<TSource, TResult>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, IEnumerable<TResult>> selector)
{
    using (var enumerator = source.GetEnumerator())
    {
        if(!enumerator.MoveNext())
            return new TResult[0];

        var ret = selector(enumerator.Current);

        while (enumerator.MoveNext())
        {
            ret = ret.Intersect(selector(enumerator.Current));
        }

        return ret;
    }
}

所以用法是这样的：

var intersection = (new[] { list1, list2, list3 }).IntersectMany(l => l).ToList();

Answer 6

这是我没有相交函数的列表列表（ListOfLists）的单行解决方案：

var intersect = ListOfLists.SelectMany(x=>x).Distinct().Where(w=> ListOfLists.TrueForAll(t=>t.Contains(w))).ToList()

这应该适用于 .net 4（或更高版本）

Answer 7

在网上搜索并没有真正想出我喜欢（或有效）的东西后，我睡在上面并想出了这个。我的使用一个类 (SearchResult)，其中有一个 EmployeeId，这就是我需要在列表中通用的东西。我返回每个列表中具有EmployeeId 的所有记录。不花哨，但简单易懂，正是我喜欢的。对于小列表（我的例子），它应该表现得很好——任何人都可以理解它！

private List<SearchResult> GetFinalSearchResults(IEnumerable<IEnumerable<SearchResult>> lists)
{
    Dictionary<int, SearchResult> oldList = new Dictionary<int, SearchResult>();
    Dictionary<int, SearchResult> newList = new Dictionary<int, SearchResult>();

    oldList = lists.First().ToDictionary(x => x.EmployeeId, x => x);

    foreach (List<SearchResult> list in lists.Skip(1))
    {
        foreach (SearchResult emp in list)
        {
            if (oldList.Keys.Contains(emp.EmployeeId))
            {
                newList.Add(emp.EmployeeId, emp);
            }
        }

        oldList = new Dictionary<int, SearchResult>(newList);
        newList.Clear();
    }

    return oldList.Values.ToList();
}

这是一个仅使用整数列表而不是类的示例（这是我最初的实现）。

static List<int> FindCommon(List<List<int>> items)
{
    Dictionary<int, int> oldList = new Dictionary<int, int>();
    Dictionary<int, int> newList = new Dictionary<int, int>();

    oldList = items[0].ToDictionary(x => x, x => x);

    foreach (List<int> list in items.Skip(1))
    {
        foreach (int i in list)
        {
            if (oldList.Keys.Contains(i))
            {
                newList.Add(i, i);
            }
        }

        oldList = new Dictionary<int, int>(newList);
        newList.Clear();
    }

    return oldList.Values.ToList();
}

Answer 8

如果您的列表都很小，这是一个简单的解决方案。如果您有更大的列表，它的性能不如哈希集：

public static IEnumerable<T> IntersectMany<T>(this IEnumerable<IEnumerable<T>> input)
{
    if (!input.Any())
        return new List<T>();

    return input.Aggregate(Enumerable.Intersect);
}