替换列表中的项目——就地

Question

我遇到了一些简单的 C# 代码问题，我可以在 C/C++ 中轻松修复。 我想我错过了一些东西。

我想做以下事情（修改列表中的项目——就地）：

//pseudocode
void modify<T>(List<T> a) {
  foreach(var item in a) {
    if(condition(item)) {
      item = somethingElse;
    }
  }
}

我知道 foreach 循环在一个被视为不可变的集合上，所以上面的代码不能工作。

因此我尝试了以下方法：

void modify<T>(List<T> a) {
  using (var sequenceEnum = a.GetEnumerator())
  {
    while (sequenceEnum.MoveNext())
    {
      var m = sequenceEnum.Current;
      if(condition(m)) {
         sequenceEnum.Current = somethingElse;
      }
    }
  }
}

天真地认为 Enumerator 是某种指向我的元素的指针。显然枚举数也是不可变的。

在 C++ 中我会这样写：

template<typename T>
struct Node {
    T* value;
    Node* next;
}

然后能够修改 *value 而不触及 Node 中的任何内容，因此在父集合中：

Node<T>* current = a->head;
while(current != nullptr) {
    if(condition(current->value)) 
        current->value = ...
    }
    current = current->next;
}

我真的需要不安全的代码吗？

还是我在循环中陷入了调用下标的可怕问题？

Answer 1

您也可以使用简单的for 循环。

void modify<T>(List<T> a)
{
    for (int i = 0; i < a.Count; i++)
    {
        if (condition(a[i]))
        {
            a[i] = default(T);
        }
    }
}

Answer 2

简而言之 - 不要修改列表。您可以使用

达到预期的效果

a = a.Select(x => <some logic> ? x : default(T)).ToList()

通常，C# 中的列表在迭代期间是不可变的。您可以使用 .RemoveAll 或类似方法。

Answer 3

如文档here 中所述，System.Collections.Generic.List<T> 是System.Collections.ArrayList 的通用实现，它在索引访问器中具有 O(1) 复杂度。非常像 C++ std::vector<>，插入/添加元素的复杂性是不可预测的，但访问是时间常数（复杂性，关于缓存等）。

相当于您的 C++ 代码 sn-p 将是 LinkedList

关于你的集合在迭代过程中的不变性，在GetEnumerator方法here的文档中有明确的说明。事实上，在枚举期间（在foreach 内，或直接使用IEnumerator.MoveNext）：

枚举器可用于读取集合中的数据，但它们 不能用于修改底层集合。

而且，修改列表会使枚举器失效，通常会抛出异常：

只要集合仍然存在，枚举器就保持有效 不变。如果对集合进行了更改，例如添加， 修改或删除元素，枚举数不可恢复 无效且其行为未定义。

我相信各种类型集合之间的接口契约一致性会导致您的误解：可以实现可变列表，但接口契约不需要。

假设您想实现一个在枚举期间可变的列表。枚举器会持有对条目或条目本身的引用（或检索方式）吗？条目本身会使其不可变，例如在链表中插入元素时引用将无效。

如果你想使用标准的 Collections 库，@Igor 提出的简单 for 循环似乎是最好的方法。否则，您可能需要自己重新实现它。

Answer 4

使用这样的东西：

List<T> GetModified<T>(List<T> list, Func<T, bool> condition, Func<T> replacement)
{
   return list.Select(m => if (condition(m)) 
                        { return m; }
                       else
                        { return replacement(); }).ToList();
}

用法：

originalList = GetModified(originalList, i => i.IsAwesome(), null);

但这也可能让您陷入跨线程操作的麻烦。尽可能尝试使用不可变实例，尤其是使用 IEnumerable。

如果真的要修改list的实例：

//if you ever want to also remove items, this is magic (why I iterate backwards)
for (int i = list.Count - 1; i >= 0; i--)
{
   if (condition)
   {
     list[i] = whateverYouWant;
   }
}