压缩语法以在C#中创建树结构

本文关键字：创建 结构 语法 压缩 | 更新日期: 2023-09-27 18:21:53

我想以简洁的方式在代码中创建一个有点复杂的树结构。现在我使用这个（简化）：

var root = new Tree();
var c1 = root.Add("1");
var c2 = root.Add("2");
var c21 = c2.Add("2-1");
var c22 = c2.Add("2-2");
//...

平均节点宽度为4，树高约为5，因此上述过程非常繁琐，更不用说维护性差了。

让我们假设稍后不会按名称访问这些节点。树/节点类可以根据需要进行调整。性能可以忽略不计。通过XML或类似方式创建是不可能的（节点构造函数在现实中要复杂得多）。

我想要的是以下内容，但我不确定如何在C#中实现。在Java中，这可以通过匿名类实现，而匿名类在C#中不能用于此目的。

var root = new Tree() {
    Add("1");
    Add("2") {
        Add("2-1");
        Add("2-2");
    };
}

我能想到的最好的解决方案是使用类似于以下的运行声明，我认为这是不易维护的：

// AddXxx returns the added node
var root = new Tree()
    .Add("1")
    .AddSibling("2")
        .Add("2-1")
        .AddSibling("2-2")
    .AddParent("3")
        .Add("3-1")

或者：

// Add now always adds a sibling, Children/Parent steps up/down in the hierarchy
var root = new Tree()
    .Children
    .Add("1")
    .Add("2")
        .Children
        .Add("2-1")
        .Add("2-2")
    .Parent
    .Add("3")
        .Children
        .Add("3-1")

压缩语法以在C#中创建树结构

我会做这样的事情：

public class Tree
{
    public string Name { get; private set; }
    public List<Tree> Trees { get; private set; }
    public Tree(string name)
    {
        this.Name = name;
        this.Trees = new List<Tree>();
    }
    public Tree(string name, params Tree[] nodes)
        : this(name)
    {
        if (nodes == null || !nodes.Any()) return;
        Trees.AddRange(nodes);
    }
}

然后这样使用：

var trees = new List<Tree>
{
    new Tree("1"),
    new Tree("2",
        new Tree("2-1"),
        new Tree("2-2",
            new Tree("2-2-1"),
            new Tree("2-2-1")
        )
    ),
    new Tree("3",
        new Tree("3-1")
    )
};

我受到XElement构造函数的启发，它简化了XML节点的创建，具有更高的可读性。如果您正在使用XML，那么我建议您使用该类。

您可以使用集合初始值设定项：

class Node : IEnumerable<Node> // implement interface to taste
{
    public Node(string name)
    {
        ...
    }
    public void Add(Node n)
    {
        ...
    }
}
var root = new Node("x")
{   // Each item in this {} is passed to Add
    new Node("y-1")
    {
        new Node("z-1"),
        new Node("z-2")
    },
    new Node("y-2")
};

实现这一点的传统方法是使用集合初始化器。我不喜欢，因为这意味着你需要实现一个Add方法，而这意味着你必须实现一个可变的Tree接口，这是（IMHO）的一个麻烦，使许多传统的树算法变得不安全。（您也可以实现freezable TreeBuilder，但这同样麻烦）。

我更喜欢在构建时列出所有的树节点，使用C#6的using static可以非常干净地完成这项工作。

Linqpad查询：

void Main()
{
    Node("test",
        Node("kid"),
        Node("kid2",
            Node("grandchild")
        ),
        Node("kid3",
            Node("grandchild2"),
            Node("grandchild3")
        )
    )
    .ToString().Dump();
}
public static class Tree
{
    public static TreeNode<T> Node<T>(T val, params TreeNode<T>[] kids)
        => new TreeNode<T>(val, kids);
}
public struct TreeNode<T>
{
    public readonly T NodeValue;
    public readonly IReadOnlyList<TreeNode<T>> Kids;
    public TreeNode(T val, TreeNode<T>[] kids)
    {
        NodeValue = val;
        Kids = kids;
    }
    public override string ToString() 
        => $"'n{NodeValue}:{string.Join("", Kids).Replace("'n", "'n  ")}";
}

打印：

test:
  kid:
  kid2:
    grandchild:
  kid3:
    grandchild2:
    grandchild3:

请注意，将数组重新解释为IReadOnlyList并不能保护您免受构造后使params数组发生变异的恶劣调用程序的影响，这在正常项目中可能很好，但对于公共api-YMMV来说可能不那么热门。

相关文章：