C# – 能否让 SortedSet.RemoveWhere 内传入的委托异步执行

TL;DR;

若想充分利用 RemoveWhere 带来的性能优势，建议传入判断是否删除元素的委托内采取同步操作。若一定要在该委托内使用异步操作，可以采用本文中绕行的方法，但摈弃了 RemoveWhere 所带来的性能优势。

正文

（本文由 GPT 辅助撰写）

在.NET中，SortedSet<T> 上的 RemoveWhere 方法本身不支持异步谓词，因为它期望的是一个返回布尔值的同步委托。然而，你可以通过在谓词中使用异步代码来绕过这个限制，使得方法能够在移除元素过程中执行某项异步操作。但在返回结果之前，你需要等待异步操作完成。

下面是一个例子，其中谓词本身是异步的，并在一个同步方法中被等待：

using System; using System.Collections.Generic; using System.Threading.Tasks;  class Program {     static async Task Main()     {         var sortedSet = new SortedSet<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };          Console.WriteLine("RemoveWhere 前: " + string.Join(", ", sortedSet));          // 异步移除 SortedSet 内的偶数         int removedCount = await sortedSet.RemoveWhereAsync(IsEvenNumberAsync, CancellationToken.None);          Console.WriteLine("移除了 " + removedCount + " 个元素");         Console.WriteLine("RemoveWhere 后: " + string.Join(", ", sortedSet));     }      static async ValueTask<bool> IsEvenNumberAsync(int element, CancellationToken token)     {         // 模拟一个异步操作，例如网络请求或数据库查询         await Task.Delay(1000, token);         return num % 2 == 0; // 返回一个布尔值，表示是否应该移除该元素     } }  public static class SortedSetExtension {     public static async ValueTask<int> RemoveWhereAsync<T>(this SortedSet<T> sortedSet,         Func<T, CancellationToken, ValueTask<bool>> asyncPredicate, CancellationToken token)     {         ArgumentNullException.ThrowIfNull(asyncPredicate);         token.ThrowIfCancellationRequested();          // 由于 SortedSet 不支持遍历过程中移除其中的元素，创建一个等待移除列表来避免 Enumerator 报错         var elementsToRemove = new List<T>(sortedSet.Count);          // 异步地评估谓词         foreach (var element in sortedSet)         {             if (await asyncPredicate(element, token)) // 等待异步操作完成             {                 elementsToRemove.Add(element); // 如果应该移除，则添加该元素到等待移除中             }         }          // 同步地移除元素         int actuallyRemoved = 0;         foreach (var element in elementsToRemove)         {             if (sortedSet.Remove(element))             {                 actuallyRemoved++;             }         }         return actuallyRemoved;     } } 

在这个例子中：

• IsEvenNumberAsync 方法模拟了一个异步操作。
• RemoveWhereAsync 方法接收一个异步谓词，并对其进行评估，针对 SortedSet 中的每个元素。
• 在循环内部等待异步谓词的结果。
• 将要删除的元素收集到一个单独的列表中。
• 在评估所有元素之后，将从 SortedSet 中删除收集到的元素。

请注意：

• 首先，这种方法在异步评估谓词后引入了一个同步阶段（在删除元素时），在数据量较大的情况下不可避免地增加一定的性能开销。
• 其次，SortedSet 自带的同步方法 RemoveWhere 不在意 Enumerator 的顺序，执行一个广度优先的从左到右的遍历，相较 Enumerator 的遍历效率更高（参考链接），而我们这里的异步方法 RemoveWhereAsync 并没有这类的优化算法，简单地使用 foreach 按照 Enumerator 的顺序，按序遍历。
• 最后，这种方法在异步评估谓词时仍然会在遍历每个元素时阻塞，因为我们需要等待每个异步谓词的完成。如果你需要更高效的异步处理，你可能需要考虑使用其他数据结构或并行处理技术。