如何以更可读方式实现列表滑动窗口并遍历获取前后元素？

嘿，这个问题我太懂了——之前用一堆三元判断写这种「获取当前元素前后邻居」的滑动窗口逻辑，过俩礼拜自己看都得反应半天！确实可以用LINQ的Prepend、Append、Zip这些方法来实现完全无三元判断、可读性拉满的版本。

核心思路：构建三个对齐的序列 #

我们需要三个序列来对应「前一个元素」「当前元素」「后一个元素」，然后把它们按位置一一配对：

1. 前元素序列：在原序列开头补一个默认值（对应第一个元素没有前邻居的情况）
2. 当前元素序列：就是原序列本身
3. 后元素序列：把原序列跳过第一个元素，再在末尾补一个默认值（对应最后一个元素没有后邻居的情况）

然后用Zip方法把这三个序列按位置绑定，就能得到每个元素的(前, 当前, 后)三元组了。

具体实现代码 #

值类型版本（比如int、DateTime）

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

public static class EnumerableExtensions
{
    public static IEnumerable<(T? Prev, T Current, T? Next)> GetSlidingTriple<T>(this IEnumerable<T> source)
        where T : struct
    {
        if (source == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(source));

        // 给原序列开头补一个默认值（第一个元素的前邻居）
        var withPrev = source.Prepend(default(T?));
        // 原序列跳过第一个，末尾补默认值（最后一个元素的后邻居）
        var withNext = source.Skip(1).Append(default(T?));

        // 先把前序列和当前序列配对，再和后序列配对
        return withPrev.Zip(source, (prev, current) => (prev, current))
                       .Zip(withNext, (prevCurrent, next) => (prevCurrent.prev, prevCurrent.current, next));
    }
}

引用类型版本（比如string、自定义类）

如果是引用类型，不需要可空约束，直接用default(T)（也就是null）作为边界默认值：

public static IEnumerable<(T Prev, T Current, T Next)> GetSlidingTriple<T>(this IEnumerable<T> source)
{
    if (source == null)
        throw new ArgumentNullException(nameof(source));

    var withPrev = source.Prepend(default(T));
    var withNext = source.Skip(1).Append(default(T));

    return withPrev.Zip(source, (prev, current) => (prev, current))
                   .Zip(withNext, (prevCurrent, next) => (prevCurrent.prev, prevCurrent.current, next));
}

使用示例 #

var numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
foreach (var triple in numbers.GetSlidingTriple())
{
    Console.WriteLine($"Prev: {triple.Prev}, Current: {triple.Current}, Next: {triple.Next}");
}

输出结果：

Prev: , Current: 1, Next: 2
Prev: 1, Current: 2, Next: 3
Prev: 2, Current: 3, Next: 4
Prev: 3, Current: 4, Next: 5
Prev: 4, Current: 5, Next: 

兼容旧.NET版本 #

如果你的项目用的是不支持Prepend和Append的旧版本（比如.NET Framework 4.7之前），可以自己实现这两个扩展方法：

public static IEnumerable<T> Prepend<T>(this IEnumerable<T> source, T item)
{
    if (source == null)
        throw new ArgumentNullException(nameof(source));
    
    yield return item;
    foreach (var element in source)
        yield return element;
}

public static IEnumerable<T> Append<T>(this IEnumerable<T> source, T item)
{
    if (source == null)
        throw new ArgumentNullException(nameof(source));
    
    foreach (var element in source)
        yield return element;
    yield return item;
}

扩展：通用滑动窗口（任意大小） #

如果以后需要更大的滑动窗口（比如窗口大小为5），可以用Select结合Skip和Take来实现，但对于「前后各一个元素」的固定三元场景，上面的方案是最简洁易读的。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者johnny 5