如何用一步高效LINQ操作筛选对应GPA达标的Grades列表元素？

我有两个长度保证一致的double类型列表Grades和GPA，想要创建第三个double类型列表PassingGrades，仅包含Grades中那些索引与GPA中通过测试的元素索引对应的元素。

初始代码如下：

List<double> Grades = new List<double>() { 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 };
List<double> GPA = new List<double>() { 0.4, 0.8, 1.2, 1.6, 2.0, 2.4, 2.8, 3.2, 3.6, 4.0 };
if (Grades.Count != GPA.Count) { return; }
double threshold = 3.0;

我目前的两种实现方式：

1. 常规for循环写法：

List<double> PassingGrades = new List<double>();
for (int i = 0; i < GPA.Count; i++)
{
    if (GPA[i] >= threshold)
    {
        PassingGrades.Add(Grades[i]);
    }
}

2. 分两步筛选写法：

var indices = GPA.Select((b, i) => b >= threshold ? i : -1).Where(i => i != -1).ToArray();
List<double> PassingGrades = Grades.Where((g, i) => indices.Contains(i)).ToList();

请问是否存在一种一步实现且效率不低的写法？

当然有，你可以使用LINQ的Zip方法实现一步到位的高效筛选。Zip方法会将两个序列中索引对应的元素配对，之后只需筛选出符合GPA阈值条件的配对，再提取对应的Grades元素即可。

这种写法仅需遍历两个序列一次，时间复杂度为O(n)，和你写的for循环效率相当，但代码更简洁。

实现代码如下：

List<double> PassingGrades = Grades.Zip(GPA, (grade, gpa) => new { grade, gpa })
                                   .Where(pair => pair.gpa >= threshold)
                                   .Select(pair => pair.grade)
                                   .ToList();

如果不想创建匿名类型，也可以直接在配对逻辑中返回符合条件的grade，写法更紧凑：

List<double> PassingGrades = Grades.Zip(GPA, (grade, gpa) => gpa >= threshold ? grade : (double?)null)
                                   .Where(grade => grade.HasValue)
                                   .Select(grade => grade.Value)
                                   .ToList();

对比你之前的两步写法，那种方式里indices.Contains(i)每次检查都是O(n)操作，整体时间复杂度会变成O(n²)，当列表元素较多时效率会明显下降。而Zip的写法既保持了一步实现的简洁性，又保证了和for循环一致的高效性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alex