[C# LINQ] SelectManyでリストの中のリストを１つにまとめる

LINQのSelectManyメソッドを使うと、リストの中にあるリストを１つにまとめることができます（平坦化というらしい）。配列にも使えます。
言葉ではわかりにくいのでさっそくサンプルです。

リストの中のリストを１つにまとめる
1. 同時にインデックスも取得する
まとめたものと他の項目と組み合わせる
1. まとめたものと他の項目と組み合わせつつ、ついでに各インデックスを取得する

リストの中のリストを１つにまとめる

SelectManyメソッドの引数にはまとめたいリストや配列を返すメソッドを指定します。

「まとめたいリストや配列を返すメソッド」の引数にはリストの各要素が渡されます。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
    public static void Main()
    {
        // SampleDataクラスのリストの宣言と初期化
        List<SampleData> list = new List<SampleData> {
            new SampleData { Name = "a", DataList = new List<int> { 1, 2, 3 } },
            new SampleData { Name = "b", DataList = new List<int> { 4, 5, 6 } },
            new SampleData { Name = "c", DataList = new List<int> { 7, 8, 9 } },
        };

        // 元のリスト
        Console.WriteLine("元のリスト");
        foreach (var data in list) Console.WriteLine($"Name={data.Name}, DataList=[{string.Join(", ", data.DataList)}]");

        // SelectManyでリストの中のリストを１つにまとめる
        IEnumerable<int> result1 = list.SelectMany(data => data.DataList);
        Console.WriteLine("\nSelectManyでリストの中のリストを１つにまとめる");
        Console.WriteLine($"{string.Join(", ", result1)}");
    }
}

class SampleData
{
    public string Name { get; set; }
    public List<int> DataList { get; set; }
}

SelectManyメソッドを使ってまとめているのは、サンプルコード20行目です。
引数にはまとめたいリスト（SampleDataクラスのDataList）を返すメソッドを指定しています。
出力結果はこんな感じ。

元のリスト
Name=a, DataList=[1, 2, 3]
Name=b, DataList=[4, 5, 6]
Name=c, DataList=[7, 8, 9]

SelectManyでリストの中のリストを１つにまとめる
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

同時にインデックスも取得する

Selectメソッドと同じようにSelectManyメソッドでも各要素のIndexを取得することができます。Selectメソッドについては、[C# LINQ] Selectメソッドで各要素から必要な項目を取り出すを見てください。

外側のリストのインデックス、内側のリストのインデックス両方が取得できます。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
    public static void Main()
    {
        // SampleDataクラスのリストの宣言と初期化
        List<SampleData> list = new List<SampleData> {
            new SampleData { Name = "a", DataList = new List<int> { 1, 2, 3 } },
            new SampleData { Name = "b", DataList = new List<int> { 4, 5, 6 } },
            new SampleData { Name = "c", DataList = new List<int> { 7, 8, 9 } },
        };

        // SelectManyでまとめる際にインデックスも取得する
        // dataには外側のリストの各要素（SampleData）が渡される
        // valueには内側のリスト（DataList）の各要素（int型の値）が渡される
        var result2 = list.SelectMany(
            (data, outIndex) => data.DataList.Select(
                (value, innerIndex) => new { OutIndex = outIndex, InnerIndex = innerIndex, Value = value }
            )
        );
        foreach (var ret in result2)
        {
            Console.WriteLine($"OutIndex={ret.OutIndex}, InnerIndex={ret.InnerIndex}, Value={ret.Value}");
        }
    }
}

class SampleData
{
    public string Name { get; set; }
    public List<int> DataList { get; set; }
}

OutIndex=0, InnerIndex=0, Value=1
OutIndex=0, InnerIndex=1, Value=2
OutIndex=0, InnerIndex=2, Value=3
OutIndex=1, InnerIndex=0, Value=4
OutIndex=1, InnerIndex=1, Value=5
OutIndex=1, InnerIndex=2, Value=6
OutIndex=2, InnerIndex=0, Value=7
OutIndex=2, InnerIndex=1, Value=8
OutIndex=2, InnerIndex=2, Value=9

まとめたものと他の項目と組み合わせる

リストの中のリストを１つにまとめるときに他の項目と組み合わせることが出来ます。
SelectManyメソッドの第１引数にまとめたいリストや配列を返すメソッド、
第２引数に外側のリストの各要素とまとめた値１つ１つを使って新しい型を返すメソッドを指定します。

自分でもなにを言ってるかさっぱりなのでサンプルコードをどうぞ。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
    public static void Main()
    {
        // SampleDataクラスのリストの宣言と初期化
        List<SampleData> list = new List<SampleData> {
            new SampleData { Name = "a", DataList = new List<int> { 1, 2, 3 } },
            new SampleData { Name = "b", DataList = new List<int> { 4, 5, 6 } },
            new SampleData { Name = "c", DataList = new List<int> { 7, 8, 9 } },
        };

        // SelectManyでリストの中のリストを１つにまとめたものを他の項目と組み合わせる
        var result = list.SelectMany(
            data => data.DataList,
            (data, DataList_value) => new { Name = data.Name, Value = DataList_value }
        );
        // 結果を表示
        foreach (var d in result)
        {
            Console.WriteLine($"Name={d.Name}, Value={d.Value}");
        }
    }
}

class SampleData
{
    public string Name { get; set; }
    public List<int> DataList { get; set; }
}

こんな感じにまとめることが出来ます。

Name=a, Value=1
Name=a, Value=2
Name=a, Value=3
Name=b, Value=4
Name=b, Value=5
Name=b, Value=6
Name=c, Value=7
Name=c, Value=8
Name=c, Value=9

まとめたものと他の項目と組み合わせつつ、ついでに各インデックスを取得する

嫌がらせのようにタイトルが長いですが、こちらも同時にインデックスを取得することができます。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
    public static void Main()
    {
        // SampleDataクラスのリストの宣言と初期化
        List<SampleData> list = new List<SampleData> {
            new SampleData { Name = "a", DataList = new List<int> { 1, 2, 3 } },
            new SampleData { Name = "b", DataList = new List<int> { 4, 5, 6 } },
            new SampleData { Name = "c", DataList = new List<int> { 7, 8, 9 } },
        };

        // SelectManyでリストの中のリストを１つにまとめたものを他の項目と組み合わせつつインデックスを取得する
        var result = list.SelectMany(
            (data, outIndex) => data.DataList.Select(
                (value, innerIndex) => new { OutIndex = outIndex, InnerIndex = innerIndex, Value = value }
            ),
            (data, selectData) => new { selectData.OutIndex, selectData.InnerIndex, data.Name, selectData.Value }
        );
        // 結果を表示
        foreach (var d in result)
        {
            Console.WriteLine($"OutIndex={d.OutIndex}, InnerIndex={d.InnerIndex}, Name={d.Name}, Value={d.Value}");
        }
    }
}

class SampleData
{
    public string Name { get; set; }
    public List<int> DataList { get; set; }
}

こんな感じになります。

OutIndex=0, InnerIndex=0, Name=a, Value=1
OutIndex=0, InnerIndex=1, Name=a, Value=2
OutIndex=0, InnerIndex=2, Name=a, Value=3
OutIndex=1, InnerIndex=0, Name=b, Value=4
OutIndex=1, InnerIndex=1, Name=b, Value=5
OutIndex=1, InnerIndex=2, Name=b, Value=6
OutIndex=2, InnerIndex=0, Name=c, Value=7
OutIndex=2, InnerIndex=1, Name=c, Value=8
OutIndex=2, InnerIndex=2, Name=c, Value=9

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