LINQ 練習題

這篇文章會收集一系列 LINQ 題目與解法。以下是第一題。

題目 1：把「多對多」資料反轉成 Dictionary

問題

假設你有一份「商品分類」資料：每個商品 ProductId 會出現在多個分類 CategoryIds 裡。請輸出：

Key：CategoryId
Value：該分類底下有哪些 ProductId（去重）

期待輸出：

1 => [100, 200] // CategoryId = 1 之下的 ProductId 有 100 和 200
2 => [100] // CategoryId = 2 之下的 ProductId 有 100

範例資料

using System.Text.Json;
 
var input = new[]
{
    new {
        ProductId = 100,
        CategoryIds = new List<int> { 1, 2 }
    },
    new {
        ProductId = 200,
        CategoryIds = new List<int> { 1 }
    },
    new {
        ProductId = 100,
        CategoryIds = new List<int> { 1 } // 故意重複 ProductId
    }
};

解法

var result = input
    .SelectMany(x => x.CategoryIds.Select(cid => new { cid, x.ProductId }))
    .GroupBy(x => x.cid)
    .ToDictionary(
        g => g.Key,
        g => g.Select(x => x.ProductId).Distinct().ToList()
    );
 
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(result, new JsonSerializerOptions { WriteIndented = true }));

思路

這題可以記成：SelectMany → GroupBy → ToDictionary。

Step 1：SelectMany — 把「一筆資料」拆成多筆

SelectMany 的用途可以用一句話解釋：

把 IEnumerable<IEnumerable> 攤平成 IEnumerable

在這個例子裡，每一筆輸入長這樣：

(ProductId=100, CategoryIds=[1,2])

但我們要的中間型態是「每個分類一筆」：

(cid=1, ProductId=100)
(cid=2, ProductId=100)

所以我們先用 Select 把單筆資料變成多筆：

x.CategoryIds.Select(cid => new { cid, x.ProductId })

而 SelectMany 的工作就是把「每筆的多筆」攤平。

SelectMany 後的結果長什麼樣？

[
  { "cid": 1, "ProductId": 100 },
  { "cid": 2, "ProductId": 100 },
  { "cid": 1, "ProductId": 200 },
  { "cid": 1, "ProductId": 100 }
]

Step 2：GroupBy — 用 cid 把資料分桶

攤平後你就擁有一串 pair：

(cid=1, ProductId=100)
(cid=2, ProductId=100)
(cid=1, ProductId=200)
(cid=1, ProductId=100)

現在我們想依分類 id 分組：

.GroupBy(pair => pair.cid)

這一步做完後，型別會變成：

IEnumerable<IGrouping<int, T>>

T 是 new { cid, ProductId } 的匿名型別。

IGrouping 到底是什麼？

IGrouping<TKey, TElement> 可以把它想成：

一個「帶著 Key 的集合」

它同時有兩個身分：

它有一個 Key
它本身就是一個 IEnumerable

所以對於其中一個 group，例如 cid = 1：

IGrouping<int, ???> g

你可以：

g.Key                      // 1
 
g.Select(x => x.ProductId) // 100, 200, 100

這件事很重要：

GroupBy 不會回傳 Dictionary。 GroupBy 回傳的是「一堆 group」，每個 group 有 Key，且 group 本身能被列舉。

這就是後面 ToDictionary 能成立的根本原因。

Step 3：ToDictionary — 把每個 group 轉成 Key/Value

ToDictionary 會把 IEnumerable 轉成 Dictionary：

keySelector: 決定 key 是什麼
elementSelector: 決定 value 是什麼

在這裡：

.ToDictionary(
    g => g.Key, // keySelector
    g => g.Select(x => x.ProductId).Distinct().ToList() // elementSelector
)

這段在做：

從 group 中取出 ProductId
去重（Distinct）
變成 List

最後就得到：

{
  "1": [100, 200],
  "2": [100]
}

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