c#擴展方法奇思妙用高級篇二：Aggregate擴展其改進

 Enumerable.Aggregate 擴展方法在System.Linq命名空間中，是Enumerable類的第一個方法（按字母順序排名），但確是Enumerable裏面相對複雜的方法。
MSDN對它的說明是：對序列應用累加器函數。備註中還有一些說明，大意是這個方法比較複雜，一般情況下用Sum、Max、Min、Average就可以了。
看看下面的代碼，有了Sum，誰還會用Aggregate呢！

        public static void Test1()
        {
            int[] nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};

            int sum1 = nums.Sum();
            int sum2 = nums.Aggregate((i,j)=>i+j);
        }

同是求和，Sum不再需要額外參數，而Aggregate確還要將一個lambda作爲參數。因爲用起來麻煩，操作太低級，Aggregate漸漸被大多人忽視了...
實際上Aggregate因爲“低級”，功能確是很強大的，通過它可以簡化很多聚合運算。

首先來看對Aggregate組裝字符串的問題：

        public static void Test2()
        {
            string[] words = new string[] { "Able", "was", "I", "ere", "I", "saw", "Elba"};
            string s = words.Aggregate((a, n) => a + " " + n);
            Console.WriteLine(s);
        }

輸出結果是：Able was I ere I saw Elba （注：出自《大國崛起》，狄娜最後講述了拿破崙一句經典）。
當然考慮性能的話還是用StringBuilder吧，這裏主要介紹用法。這個Sum做不到吧！

Aggregate還可以將所有字符串倒序累加，配合String.Reverse擴展可以實現整個句子的倒序輸出:

        public static void Test3()
        {
            string[] words = new string[] { "Able", "was", "I", "ere", "I", "saw", "Elba"};
            string normal = words.Aggregate((a, n) => a + " " + n);
            string reverse = words.Aggregate((a, n) => n.Reverse() + " " + a);

            Console.WriteLine("正常：" + normal);
            Console.WriteLine("倒置：" + reverse);
        }
        // 倒置字符串，輸入"abcd123"，返回"321dcba"
        public static string Reverse(this string value)
        {
            char[] input = value.ToCharArray();
            char[] output = new char[value.Length];
            for (int i = 0; i < input.Length; i++)
                output[input.Length - 1 - i] = input[i];
            return new string(output);
        }

看下面，輸出結果好像不太對：

怎麼中間的都一樣，兩的單詞首尾字母大小寫發生轉換了呢?!
仔細看看吧，不是算法有問題，是輸入“有問題”。搜索一下“Able was I ere I saw Elba”，這可是很有名的英文句子噢！

Aggregate還可以實現異或（^）操作：

        public static void Test4()
        {
            byte[] data = new byte[] { 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35 };
            byte checkSum = data.Aggregate((a, n) => (byte)(a ^ n));
        }

對經常作串口通信的朋友比較實用。

看來Aggregate也是比較“簡單易用”的，深入一步來看看它是怎麼實現的吧，使用Reflector，反編譯一下System.Core.dll。
以下代碼取自反編譯結果，爲了演示刪除了其中的空值判斷代碼：

        public static TSource Aggregate<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TSource, TSource> func)
        {
            using (IEnumerator<TSource> enumerator = source.GetEnumerator())
            {
                enumerator.MoveNext();
                TSource current = enumerator.Current;
                while (enumerator.MoveNext())
                    current = func(current, enumerator.Current);
                return current;
            }
        }

也很簡單吧，就是一個循環！前面lambda表達式中參數a, n 分別對應current, enumerator.Current，對照一下，還是很好理解的。

現在我們想求整數數組中位置爲偶數的數的和（間隔求和），可以用Where配合Sum:

        public static void Test5()
        {
            int[] nums = new int[] { 10, 20, 30, 40, 50 };
            int sum1 = nums.Where((n, i) => i % 2 == 0).Sum();//10 + 30 + 50
        }

這個Where擴展設計的很好，它不但能帶出某項的值“n”，還能帶出項的位置“i”。
Aggregate可不行！我們來改進一下：

        //改進的Aggerate擴展（示例代碼，實際使用請添加空值檢查）
        public static TSource Aggregate<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TSource, int, TSource> func)
        {
            int index = 0;
            using (IEnumerator<TSource> enumerator = source.GetEnumerator())
            {
                enumerator.MoveNext();
                index++;
                TSource current = enumerator.Current;
                while (enumerator.MoveNext())
                    current = func(current, enumerator.Current, index++);
                return current;
            }
        }

改進後的Aggregate更加強大，前面的求偶數位置數和的算法可以寫成下面的樣子：

        public static void Test6()
        {
            int[] nums = new int[] { 10, 20, 30, 40, 50 };
            int sum2 = nums.Aggregate((a, c, i) => a + i%2 == 0 ? c : 0 );//10 + 30 + 50
        }

可能不夠簡潔，但它一個函數代替了Where和Sum。所在位置“i“的引入給Aggregate帶來了很多新的活力，也增加了它的應用範圍！

        public static void Test7()
        {
            //1~n放在含有n+1個元素的數組中，只有唯一的一個元素值重複，最簡算法找出重複的數
            int[] array = new int[] { 1, 3, 2, 3, 4, 5 };
            //原極限算法
            int repeatedNum1 = array.Select((i, j) => i - j).Sum();
            //最新極限算法
            int repeatedNum2 = array.Aggregate((a, n, i) => a + n - i);
        }