使用扩展方法向泛型列表添加随机功能

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引言

.NET Framework 提供了大量用于操作列表的功能。然而，经常出现的需求是能够将列表重新排序为随机序列，或者从列表中随机选择一个元素。这两者都相对简单，并且可以通过在 IList<T> 上使用一对扩展方法来实现，这意味着它们将可用于任何 List<T> 或 ObservableCollection<T> 以及从它们派生的任何类。

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选择随机元素

可以使用扩展方法实现一个选择随机元素的方法，但必须位于一个 static 类中。

需要注意的是，Random.Next 返回一个介于 0 和 list.Count – 1 之间的值，即小于指定的最大值（另外，我实际上有一个 Random 的扩展方法，可以使用包含参数值的返回值）。语句 default(T) 用于因为值类型不能设置为 null （例如，int 与 int? 相对）。

private static Random random = new Random();
 
public static T GetRandom<T>(this IList<T> list)
{
  if (list.Count == 0)
  {
    return default(T);
  }
  return list[random.Next(0, list.Count)];
}

重新排序列表

既然我们已经了解了 Random 的味道，那么如何操作列表中的元素呢？ 同样，扩展方法提供了一种简洁的方法来做到这一点

public static void Shuffle <T>(this IList <T> list) 
{ 
  if (list.Count <= 1) 
  { 
    return; // nothing to do 
  } 
  
  for (int i = 0; i < list.Count; i++) 
  { 
    int newIndex = random.Next(0, list.Count); 
    
    // swap the two elements over 
    T x = list[i]; 
    list[i] = list[newIndex]; 
    list[newIndex] = x; 
  }
}

它的工作原理是循环遍历列表中的每个元素，并将其与随机选择位置的另一个元素交换。 请注意，与许多事情一样，当列表相对较小时，此代码可以正常工作，但讨论列表操作的优化超出了本文的范围。

结论

这些方法只是列表可以扩展以包含产生随机输出的功能的两种示例，并且通过将其放置在基础泛型接口上，可以实现跨大量类的重用。

历史

• 版本 1.0
• 首次发布
• 版本 1.1
• 更新了洗牌算法，使其真正随机
• 改进了示例