再次延迟执行：LINQ 中 Random 的本地实例 query/queries

Question

我想了解我今天偶然发现的以下行为。这个小程序展示了 "problem":

class Bar
{
  public int ID { get; set; }
}

class Foo
{
  public Bar Bar { get; set; }
}

class Program
{
  private static IEnumerable<Bar> bars;
  private static IEnumerable<Foo> foos;

  static void Main(string[] args)
  {
    Random rng = new Random();
    bars = Enumerable.Range(1, 5).Select(i => new Bar { ID = i });
    foos = Enumerable.Range(1, 10).Select(i => new Foo
    {
      Bar = bars.First(b => b.ID == rng.Next(5) + 1)
    });
    var result = foos.ToList();
  }
}

此代码无效；它抛出一个 InvalidOperationException 说 "sequence does not contain a matching element".

但是，一旦我预先计算出随机整数，它就会按预期工作：

var f = new List<Foo>();
for (int i = 0; i <= 20; i++)
{
  int r = rng.Next(5) + 1;
  f.Add(new Foo
  {
    Bar = bars.First(b => b.ID == r)
  });
}
foos = f;

如标题所述，我怀疑延迟执行是造成这种情况的原因。但如果有人能指出第一个代码的问题并解释这背后的确切原因，我会很高兴。

（轶事：rng.Next(1) + 1 确实有效，但我猜编译器足够聪明，可以用常量 1 替换它。）

Answer 1

问题是您每次评估谓词时都针对不同的 ID 进行测试。

您根本不需要 foos。你可以只拥有：

var bar = bars.First(b => b.ID == rng.Next(5) + 1);

这将最多执行谓词 5 次 - 每个 bar 的元素一次 - 生成一个新的 ID 以每次测试。换句话说，它是这样的：

public Bar FindRandomBarBroken(IEnumerable<Bar> bars, Random rng)
{
    foreach (var bar in bars)
    {
        if (bar.ID == rng.Next(bar.Count) + 1)
        {
            return bar;
        }
    }
    throw new Exception("I didn't get lucky");
}

而你想要的是：

public Bar FindRandomBarFixed(IEnumerable<Bar> bars, Random rng)
{
    // Only generate a single number!
    int targetId = rng.Next(bar.Count) + 1;
    foreach (var bar in bars)
    {
        if (bar.ID == targetId)
        {
            return bar;
        }
    }
    throw new Exception("Odd - expected there to be a match...");
}

您可以使用另一个 Select 调用来生成随机 ID 来解决此问题：

foos = Enumerable.Range(1, 10)
                 .Select(_ => rng.Next(5) + 1)
                 .Select(id => new Foo { Bar = bars.First(b => b.ID == id) } );

请注意，由于 bars 的惰性求值，您现在可能会得到多个具有相同 ID 的 Bar 实例 - 您可能希望在 ToList() 结束时调用分配给 bars.

再次延迟执行：LINQ 中 Random 的本地实例 query/queries

Deferred execution again: Local instance of Random inside LINQ query/queries

c#

linq

deferred-execution