Enumerable 下又有新的扩展方法啦，快来一块儿一睹为快吧

一：背景

1. 讲故事

前段时间将公司的一个项目从 4.5 升级到了 framework 4.8 ，编码的时候发现 Enumerable 中多了三个扩展方法： Append, Prepend, ToHashSet，想必玩过jquery的朋友一眼就能看出这三个方法的用途，这篇就和你们一块儿来聊聊这三个方法的底层源码实现，看有没有什么新东西能够挖出来。

二：Enumerable 下的新扩展方法

1. Append

看到这个个人第一印象就是 Add 方法， 惋惜在 Enumerable 中并无相似的方法，可能后来程序员在这块的呼声愈来愈高，C#开发团队就弥补了这个遗憾。

<1> 单条数据的追加

接下来我写一个小例子往集合的尾部追加一条数据,以下代码所示：

static void Main(string[] args)
        {
            var arr = new int[2] { 1, 2 };

            var result = Enumerable.Append(arr, 3);

            foreach (var item in result)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }
        }

逻辑仍是很是清晰的，再来看看底层源码是怎么实现的。

public static IEnumerable<TSource> Append<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, TSource element)
{
	if (source == null)
	{
		throw Error.ArgumentNull("source");
	}
	AppendPrependIterator<TSource> appendPrependIterator = source as AppendPrependIterator<TSource>;
	if (appendPrependIterator != null)
	{
		return appendPrependIterator.Append(element);
	}
	return new AppendPrepend1Iterator<TSource>(source, element, appending: true);
}


private class AppendPrepend1Iterator<TSource> : AppendPrependIterator<TSource>
{
    public AppendPrepend1Iterator(IEnumerable<TSource> source, TSource item, bool appending) : base(source)
	{
		_item = item;
		_appending = appending;
	}

    public override bool MoveNext()
	{
		switch (state)
		{
		case 1:
			state = 2;
			if (!_appending)
			{
				current = _item;
				return true;
			}
			goto case 2;
		case 2:
			GetSourceEnumerator();
			state = 3;
			goto case 3;
		case 3:
			if (LoadFromEnumerator())
			{
				return true;
			}
			if (_appending)
			{
				current = _item;
				return true;
			}
			break;
		}
		Dispose();
		return false;
	}

}

从上面的源码来看，这玩意作的仍是挺复杂的，继承关系依次是： AppendPrepend1Iterator<TSource> -> AppendPrependIterator<TSource> -> Iterator<TSource>， 这里你们要着重看一下 MoveNext() 里面的两个方法 GetSourceEnumerator() 和 LoadFromEnumerator()，以下代码所示：

能够看到，第一个方法用于获取 Array 这个数据源，下面这个方法用于遍历这个 Array，当 foreach 遍历完以后，执行 case 3 语句，也就是下面的 if 语句，将你追加的 3 迭代一下，以下图：

<2> 批量数据的追加

咱们知道集合的添加除了 Add 还有 AddRange，很遗憾，Enumerable下并无找到相似的 AppendRange 方法，那若是要实现 AppendRange 操做该怎么处理呢？ 哈哈，只能本身 foreach 迭代啦，以下代码：

static void Main(string[] args)
        {
            var arr = new int[2] { 1, 2 };

            var arr2 = new int[3] { 3, 4, 5 };

            IEnumerable<int> collection = arr;

            foreach (var item in arr2)
            {
                collection = collection.Append(item);
            }
            foreach (var item in collection)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }
        }

结果也是很是简单的，由于 IEnumerable 是非破坏性的操做，因此你须要在 Append 以后用类型给接住，接下来找一下底层源码。

public static IEnumerable<TSource> Append<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, TSource element)
{
	if (source == null)
	{
		throw Error.ArgumentNull("source");
	}
	AppendPrependIterator<TSource> appendPrependIterator = source as AppendPrependIterator<TSource>;
	if (appendPrependIterator != null)
	{
		return appendPrependIterator.Append(element);
	}
	return new AppendPrepend1Iterator<TSource>(source, element, appending: true);
}

private class AppendPrepend1Iterator<TSource> : AppendPrependIterator<TSource>
{
    public override AppendPrependIterator<TSource> Append(TSource item)
	{
		if (_appending)
		{
			return new AppendPrependN<TSource>(_source, null, new SingleLinkedNode<TSource>(_item).Add(item), 0, 2);
		}
		return new AppendPrependN<TSource>(_source, new SingleLinkedNode<TSource>(_item), new SingleLinkedNode<TSource>(item), 1, 1);
	}
}

private class AppendPrependN<TSource> : AppendPrependIterator<TSource>
{
	public override AppendPrependIterator<TSource> Append(TSource item)
	{
		SingleLinkedNode<TSource> appended = (_appended != null) ? _appended.Add(item) : new SingleLinkedNode<TSource>(item);
		return new AppendPrependN<TSource>(_source, _prepended, appended, _prependCount, _appendCount + 1);
	}
}

从上面的代码能够看出，当你 Append 屡次的时候，本质上就是屡次调用 AppendPrependN<TSource>.Append() ，并且在调用的过程当中，一直将你后续添加的元素追加到 SingleLinkedNode 单链表中，这里要注意的是 Add 采用的是 头插法，因此最后插入的元素会在队列头部，以下图：

若是你不信的话，我能够在 vs 调试中给您展现出来。

貌似说的有点啰嗦，最后你们观察一下 AppendPrependN<TSource>.MoveNext 的实现就能够了。

说了这么多，我想你应该明白了哈。

2. Prepend

本质上来讲 Prepend 和 Append 是一对的，一个是在前面插入，一个是在后面插入，不要想歪了，若是你细心的话，你会发现 Prepend 也是用了这三个类： AppendPrepend1Iterator<TSource>，AppendPrependIterator<TSource>，AppendPrependN<TSource> 以及 单链表 SingleLinkedNode<TSource>，这个就留给你们本身研究了哈。

3. ToHashSet

我之前在全内存开发中会频繁的用到 HashSet，毕竟它的时间复杂度是 O(1) ，并且在 Enumerable 中早就有了 ToList 和 ToDictionary，凭啥没有 ToHashSet，在之前只能将 source 塞到 HashSet 的构造函数中，如： new HashSet<int>(source) ，想一想也是够奇葩的哈，并且我还想吐糟一下的是竟然到如今尚未 AddRange 批量添加方法，气人哈，接下来用 ILSpy 看一下这个扩展方法是如何实现的。

三： 总结

整体来讲这三个方法仍是很实用的，我相信在后续的版本中 Enumerable 下的扩展方法还会愈来愈多，愈来愈人性化，人生苦短， 我用C#。

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