用LINQ从树型数据结构中获取级别的最好方法是什么？

Posted 2021-04-04

我有一个集合展示了一个树状数据结构，它的节点是。

Node:
Id
Name
ParentID

现在，我想得到 level 对于这个集合中的每一个节点，我试着用下面的代码，但不知道是不是最好的实现方式。

Func<int, int> GetLevel = (nodeID) =>
{
    int _level = 0;
    var _node = source.First(p => p.Id == nodeID);

    // while hasn't reached the root yet
    while (_node .ParentID.HasValue)
    {
        _level++;
        _node = source.First(p => p.Id == _node.ParentID);
    }
    return _level;
};

// source is a collection of Node.

var query =   from node in source
              select new
              {
                  Id = node.Id,
                  Name = node.Name,
                  ParentID = node.ParentID,
                  Level = GetLevel(node.Id)
              };

我认为在 GetLevel 功能是可以减少.或者说有更好的方法可以不用这个功能直接获得!

有什么好办法吗!

答案

有了这个 节点类 你可以很容易地做到这一点。

public class Subject
{
    public int Id { get; set; }
    public int? ParentId { get; set; }
    public string Name { get; set; }
}

创建一棵树并显示每个节点的级别。

var list = new List<Subject>
{
    new Subject {Id = 0, ParentId = null, Name = "A"},
    new Subject {Id = 1, ParentId = 0, Name = "B"},
    new Subject {Id = 2, ParentId = 1, Name = "C"},
    new Subject {Id = 3, ParentId = 1, Name = "D"},
    new Subject {Id = 4, ParentId = 2, Name = "E"},
    new Subject {Id = 5, ParentId = 3, Name = "F"},
    new Subject {Id = 6, ParentId = 0, Name = "G"},
    new Subject {Id = 7, ParentId = 4, Name = "H"},
    new Subject {Id = 8, ParentId = 3, Name = "I"},
};
var rootNode = Node<Subject>.CreateTree(list, n => n.Id, n => n.ParentId).Single();

foreach (var node in rootNode.All)
{
    Console.WriteLine("Name {0} , Level {1}", node.Value.Name, node.Level);
}

另一答案

你可以在 n 步骤与广度第一遍遍历。您的方法是 n*log(n)据我所知？

在LinqPad中用一个节点类快速地破解了一个带有 Level 领域

class Node
{
    public string Id;
    public string ParentID;
    public int Level;
    public Node SetLevel(int i)
    {
        Level = i;
        return this;
    }
}

void Main()
{
    var source = new List<Node>(){
     new Node(){ Id = "1" },
     new Node(){ Id = "2", ParentID="1"},
     new Node(){ Id = "3", ParentID="1"},
     new Node(){ Id = "4", ParentID="2"}
     };

    var queue = source.Where(p => p.ParentID == null).Select(s => s.SetLevel(0)).ToList();
    var cur = 0;

    while (queue.Any())
    {
        var n = queue[0];
        queue.AddRange(source.Where(p => p.ParentID == n.Id).Select(s => s.SetLevel(n.Level + 1)));
        queue.RemoveAt(0);
    }
    source.Dump();
}

输出。

Id ParentID Level
 1  null      0
 2    1       1 
 3    1       1
 4    2       2

但这一切都取决于Linq部分的复杂性(.Where)

另一答案

既然你说你需要得到的水平为 各 在这个集合中的节点，你可以制作一个从节点到层级的地图。热切.

通过适当的广度优先遍历，可以在O(n)时间内完成。

(未经测试)。

public static Dictionary<Node, int> GetLevelsForNodes(IEnumerable<Node> nodes)
{
    //argument-checking omitted.

    // Thankfully, lookup accepts null-keys.
    var nodesByParentId = nodes.ToLookup(n => n.ParentID);

    var levelsForNodes = new Dictionary<Node, int>();

    // Singleton list comprising the root.
    var nodesToProcess = nodesByParentId[null].ToList();

    int currentLevel = 0;

    while (nodesToProcess.Any())
    {
        foreach (var node in nodesToProcess)
            levelsForNodes.Add(node, currentLevel);

        nodesToProcess = nodesToProcess.SelectMany(n => nodesByParentId[n.Id])
                                       .ToList();
        currentLevel++;
    }

    return levelsForNodes;
}

另一答案

下面是你所做的一个更紧凑的版本，注意我在测试中使用了一个简化的数据结构，Flatten返回一个IEnumerable < Tree > 树上每个节点的IEnumerable < Tree > 从变量树开始向下。如果你能访问该源，我会把递归深度函数作为树类的一部分。如果你经常这样做，或者你的树是巨大的（或者两者兼而有之），我特别喜欢在字典或树结构本身中缓存深度的解决方案。如果你不经常这样做，这就可以了。我用它来从GUI中翻阅相对较小的树结构，从来没有人认为这个操作很慢。复杂度是O(N log N)的平均情况下得到每个节点的深度。如果你想看所有的代码，我可以明天放进去。

Func<Tree, int> Depth = null;
Depth = p => p.Parent == null ? 0 : Depth(p.Parent) + 1;

var depth = tree.Flatten().Select(p => new { ID = p.NodeID(), HowDeep = Depth(p) });

另一答案

现在你正在多次处理很多事情.我会递归地建立层次。这样你就不会有任何处理开销。

另外，如果你经常运行这个功能，我会把关卡放在节点类中作为一个变量，当添加节点时自动计算。

源代码如下。

另一答案

尝试使用 .ToDictionary 像这样。

var dictionary =
    source.ToDictionary(n => n.Id, n => n.ParentId);

Func<int, int> GetLevel = nid =>
{
    var level = -1;
    if (dictionary.ContainsKey(nid))
    {
        level = 0;
        var pid = dictionary[nid];
        while (pid.HasValue)
        {
            level++;
            pid = dictionary[pid.Value];
        }
    }
    return level;
};

这是相当有效的，因为你的最终查询 是要递归所有的节点。因此，建立字典的费用很便宜。

根据你的节点有多深，你可能会发现，在任何情况下，建立一个字典都比做多级蛮力搜索要快。