如何在 C# 中将范围与 List 一起使用？

Question

在 C# 8 中，我们有范围来获取“子列表”。

虽然这有效：

var array = new string[] { "abc", "def", "ghi" };
var subArray = array[0..1]; // works

这不是：

var list = new List<string> { "abc", "def", "ghi" };
var subList = list[0..1]; // does not work

如何在列表中使用范围？

Answer 1

列表本身不支持范围。但是，如果您只有一个 Range，您可以创建一个有用的扩展方法，如下所示：

public static class ListExtensions
{
    public static List<T> GetRange<T>(this List<T> list, Range range)
    {
        var (start, length) = range.GetOffsetAndLength(list.Count);
        return list.GetRange(start, length);
    }
}

然后你可以用它来获取你的子列表：

var list = new List<string> { "abc", "def", "ghi" };
var subList = list.GetRange(0..1);

Answer 2

您可以使用ToArray()方法解决问题：

var list = new List<string> { "abc", "def", "ghi" };
var subList = list.ToArray()[0..1]; // works

但请注意，List<T> 具有执行相同操作的 GetRange 方法：

var list = new List<string> { "abc", "def", "ghi" };
var subList = list.GetRange(0,1);//abc

Answer 3

为了完整起见，我知道这并不是 OP 所要求的。

List<T> 有一个GetRange-方法。

https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.collections.generic.list-1.getrange?view=net-5.0

List<?> range = list.GetRange(0,5);

它与新的语言功能没有太大关系，但它确实做到了。

请不要只使用ToArray 来使用那个花哨的新语言功能。这不值得开销。

Answer 4

很遗憾，你不能。来自语言规范：

例如，以下 .NET 类型同时支持索引和范围：String、Span 和 ReadOnlySpan。 List 支持索引，但不支持范围。

Type Support for ranges and indices.

所以唯一的方法就是这样，有点笨拙：

var subList = list.ToArray()[0..1];

编辑：我将把我的其余答案留作记录，但我认为使用Range 的答案更优雅，并且会明显更快，尤其是对于大切片。

基准和扩展方法

下面演示了使用ToArray() 可以减慢多少（使用 LINQPad - F.Rnd.Str 是我自己生成随机字符串的辅助方法）：

var list = new List<string>();
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
    list.Add(F.Rnd.Str);
}

// Using ToArray()
var timer = new Stopwatch();
timer.Start();
var subList0 = list.ToArray()[42..142];
timer.Stop();
timer.ElapsedTicks.Dump("ToArray()");

// Using Indices
timer.Reset();
timer.Start();
var subList1 = new List<string>();
for (int i = 42; i < 142; i++)
{
    subList1.Add(list[i]);
}
timer.Stop();
timer.ElapsedTicks.Dump("Index");

// ToArray()
// 3136
// Index
// 28

因此，这样的扩展方法会很快：

public static class ListExtensions
{
    public static List<T> GetSlice<T>(this List<T> @this, int first, int last)
    {
        var slice = new List<T>();
        for (int i = first; i < last; i++)
        {
            slice.Add(@this[i]);
        }

        return slice;
    }
}

然后您可以将其添加到基准测试中：

// Using Extension Method
timer.Reset();
timer.Start();
var subList2 = list.GetSlice(42, 142);
timer.Stop();
timer.ElapsedTicks.Dump("Extension");

基准测试结果：

// ToArray()
// 2021
// Index
// 16
// Extension
// 15

范围

其中一个答案使用Range 来实现相同的目的，所以为了比较：

timer.Reset();
timer.Start();
var range = new Range(42, 142);
var (start, length) = range.GetOffsetAndLength(list.Count);
var subList3 = list.GetRange(start, length);
timer.Stop();
timer.ElapsedTicks.Dump("Range");

基准测试结果：

// ToArray()
// 2056
// Index
// 21
// Extension
// 16
// Range
// 17

您可以看到底部三种方法在速度方面基本相同（因为我多次运行它，它们都在 15-21 滴答之间变化）。