一、LINQ的體系結構

語言集成查詢 (LINQ) (C#) | Microsoft 官方文檔

LINQ總共包括五個部分：

目前，除了以下的，還可以下載其他第三方提供程序，例如LINQ to JSON、LINQ to MySQL、LINQ to Amazon、LINQ to Flickr和LINQ to SharePoint。無論使用什么數據源，都可以通過LINQ使用相同的API進行操作。

二、 LINQ的語法

1、Query查詢表達式語法

LINQ查詢表達式以from子句開頭，以select子句或group子句結束。

在兩個子句之間，可以使用where、orderby、join、let等查詢操作符。

關鍵字有： from 、where 、select 、group 、into 、orderby、join、let、in、on、equals、by、ascending、descending等。

• from…in…：指定要查找的數據源以及范圍變量，多個from子句則表示從多個數據源查找數據。注意：c#編譯器會把“復合from子句”的查詢表達式轉換為SelectMany()擴展方法。
• join…in…on…equals…：指定多個數據源的關聯(lián)方式
• let：引入用于存儲查詢表達式中子表達式結果的范圍變量。通常能達到層次感會更好，使代碼更易于閱讀。
• orderby、descending：指定元素的排序字段和排序方式。當有多個排序字段時，由字段順序確定主次關系，可指定升序和降序兩種排序方式
• where：指定元素的篩選條件。多個where子句則表示了并列條件，必須全部都滿足才能入選。每個where子句可以使用謂詞&&、||連接多個條件表達式。
• group：指定元素的分組字段。
• select：指定查詢要返回的目標數據，可以指定任何類型，甚至是匿名類型。（目前通常被指定為匿名類型）
• into：提供一個臨時的標識符。該標識可以引用join、group和select子句的結果。 
  1) 直接出現在join子句之后的into關鍵字會被翻譯為GroupJoin。（into之前的查詢變量可以繼續(xù)使用） 
  2) select或group子句之后的into它會重新開始一個查詢，讓我們可以繼續(xù)引入where, orderby和select子句，它是對分步構建查詢表達式的一種簡寫方式。（into之前的查詢變量都不可再使用）

編譯器會在程序編譯時轉換LINQ查詢，以調用相應的擴展方法。

下面是一個簡單的示例，查詢一個int數組中小于5的元素，并按照從小到大的順序排列：

int[] arr = new int[] { 1, 4, 2, 6, 7, 9, 5, 1, 2, 4 };
var query = from r in arr
            where r < 5
            orderby r
            select r;
foreach (var item in query)
{
    Console.WriteLine(item);
}
Console.ReadLine();

Linq語句最終被轉換為調用IEnumerable<T>的擴展方法，在System.Linq.Enumerable靜態(tài)類中定義了N多擴展。所以只要繼承與IEnumerable的類都支持Linq查詢 。

2、Lambda語法

標準查詢操作符

Enumberable 類定義的標準查詢操作符。

• 篩選操作符：定義返回元素的條件。 
  Where：使用謂詞，返回符合條件的元素。 
  OfType<TResult>：返回符合類型的元素。 
• 投射操作符：用于把對象轉換為另一個類型的新對象。 
  Select ：定義根據選擇器函數選擇結果值的投射。 
  SelectMany：定義根據選擇器函數選擇結果值的投射。 
• 排序操作符：改變返回的元素的順序。 
  Orderby： 升序排序。 
  OrderBydescending：  降序排序。 
  ThenBy 和 ThenByDescending： 二次排序。 
  Reverse： 反轉集合元素。 
• 連接操作符：用于合并不直接相關的集合。 
  Join：   根據鍵選擇器函數連接兩個集合。 
  GroupJoin：   連接兩個集合，并分組。 
• 組合操作符：把數據放在組中。 
  GroupBy  ： 組合公共鍵的元素。 
  ToLookup:創(chuàng)建一個一對多字典，組合元素。 
• 限定（量詞）操作符：元素滿足指定的條件。 
  Any ：部分滿足謂詞函數的元素。 
  All ： 所有元素是否都滿足謂詞函數。 
  Contains：   檢查某個元素是否在集合中。 
• 分區(qū)操作符：返回集合的子集。 
  Take： 從集合提取元素個數。 
  Skip ：跳過指定的元素個數，提取其他元素。 
  TakeWhile ：提取條件為真的元素。 
  SkipWhile：提取條件為真的元素。 
• Set操作符：返回一個集合。 
  Distinct ：（去重）刪除重復的元素。 
  Union： （并集）返回集合中唯一元素。 
  Intersect：（交集）返回兩個集合都有的元素。 
  Except ： （差集）只出現在一個集合中的元素。 
  Zip： 兩個集合合并為一個元素。 
• 元素操作符：返回一個元素。 
  First：返回第一個滿足條件的元素。 
  FirstOrDefault：類似First，如果未找到，返回類型的默認值。 
  Last：返回最后一個滿足條件的元素。 
  LastOrDefault：類似Last，如果未找到，返回類型的默認值。 
  ElementAt：返回元素的位置。 
  ElementAtOrDefault：指定索引（超出索引，取默認值） 
  Single：返回一個滿足條件的元素。如果有多個元素都滿足條件，就拋出一個異常。 
  SingleOrDefault：類似Single，如果非唯一或者找不到，返回類型的默認值。 
• 聚合操作符：計算集合值。 
  Sum： 總和。 
  Count：  所有元素個數。 
  LongCount:計數（大型集合） 
  Min：  最小元素。 
  Max ： 最大元素。 
  Average： 平均值。 
  Aggregate：  根據輸入的表達式獲取聚合值。 
• 轉換操作符： 
  ToArray：變成數組 
  AsEnumerable：變成IEnumeralbe<T> 
  AsQueryable:變成IQueryable 
  ToList：變成List<T> 
  ToDictionary：變成字典 
  Cast<TResult> ：轉換 
  ToLookup:變一對多字典Lookup<Tkey,TElement> 
• 生成操作符： 
  Empty ：空集合。 
  DefaultIfEmpty:默認值集合 
  Range：返回一系列數字。 
  Repeat： 返回始終重復一直的集合。 
• 等值操作 
  SequenceEqual:成對比較 
• 串聯(lián)操作 
  Concat：串聯(lián)

3、擴展方法存在對應的查詢表達式關鍵字：

• Where：where
• Select：select
• SelectMany：使用多個 from 子句
• OrderBy：orderby
• ThenBy：orderby …, …
• OrderByDescending：orderby … descending
• ThenByDescending：orderby …, … descending
• GroupBy：group … by 或 group … by … into …
• Join：join … in … on … equals …
• GroupJoin： join … in … on … equals … into … 

三、LINQ的特性

1、延遲執(zhí)行查詢

LINQ具有“延遲計算”的特性。

Linq的執(zhí)行不是在Linq的賦值語句執(zhí)行，而是在通過foreach遍歷訪問結果時執(zhí)行。

var names = new List<string> { "Nino", "Alberto", "Juan", "Mike", "Phil" };

var namesWithJ = (from n in names
                  where n.StartsWith("J")
                  orderby n
                  select n);

Console.WriteLine("First iteration");
foreach (string name in namesWithJ)
{
    Console.WriteLine(name);
}
Console.WriteLine();

names.Add("John");
names.Add("Jim");
names.Add("Jack");
names.Add("Denny");

Console.WriteLine("Second iteration");
foreach (string name in namesWithJ)
{
    Console.WriteLine(name);
}

返回的結果是：

兩次遍歷的結果不一樣，說明執(zhí)行并不是在Linq的定義語句執(zhí)行，而是在foreach執(zhí)行。

換成如下，兩次執(zhí)行結果就一樣了。

var namesWithJ = (from n in names
                  where n.StartsWith("J")
                  orderby n
                  select n
).ToList();

2、運算符延遲計算符號

按字母順序整理：

1、具有延遲計算的運算符

Cast，Concat，DefaultIfEmpty，Distinct，Except，GroupBy，GroupJoin，Intersect，Join，OfType，OrderBy，OrderByDescending，Repeat，Reverse，Select，SelectMany，Skip，SkipWhile，Take，TakeWhile，ThenBy，ThenByDescending，Union，Where，Zip

2、立即執(zhí)行的運算符

對一系列源元素執(zhí)行聚合函數的查詢必須首先循環(huán)訪問這些元素。Count、Max、Average 和 First 就屬于此類查詢。

由于查詢本身必須使用 foreach 以便返回結果，因此這些查詢在執(zhí)行時不使用顯式 foreach 語句,直接立即執(zhí)行。

Aggregate，All，Any，Average，Contains，Count，ElementAt，ElementAtOrDefault，Empty，First，FirstOrDefault，Last，LastOrDefault，LongCount，Max，Min，Range，SequenceEqual，Single，SingleOrDefault，Sum，ToArray，ToDictionary，ToList，ToLookup

注意：特殊的AsEnumerable運算符，用于處理LINQ to Entities操作遠程數據源，將IQueryable遠程數據立即轉化為本地的IEnumerable集合。若AsEnumerable接收參數是IEnumerable內存集合則什么都不做。

3、強制立即執(zhí)行

若要強制立即執(zhí)行任意查詢并緩存其結果，可以調用 ToList<TSource> 或 ToArray<TSource> 方法。

通過調用 ToList 或 ToArray，可以將所有數據緩存在單個集合對象中。

var numQuery2 =
           (from num in numbers
            where (num % 2) == 0
            select num).ToList();
var numQuery3 =
          (from num in numbers
           where (num % 2) == 0
            select num).ToArray();

四、使用 LINQ 進行數據轉換

語言集成查詢 (LINQ) 不僅可用于檢索數據，而且還是一個功能強大的數據轉換工具。

通過使用 LINQ 查詢，您可以將源序列用作輸入，并采用多種方式修改它以創(chuàng)建新的輸出序列。您可以通過排序和分組來修改該序列，而不必修改元素本身。

但是，LINQ 查詢的最強大的功能是能夠創(chuàng)建新類型。這一功能在 select 子句中實現。

例如，可以執(zhí)行下列任務：

1、將多個輸入聯(lián)接到一個輸出序列

class Student
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public string City { get; set; }
    public List<int> Scores { get; set; }
}

class Teacher
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public string City { get; set; }
}

private static void Main(string[] args)
{
    //創(chuàng)建第一個數據源
    var students = new List<Student>() {
            new Student () {
            Age = 23,
            City = "廣州",
            Name = "小C",
            Scores = new List<int> () { 85, 88, 83, 97 }
            },
            new Student () {
            Age = 18,
            City = "廣西",
            Name = "小明",
            Scores = new List<int> () { 86, 78, 85, 90 }
            },
            new Student () {
            Age = 33,
            City = "夢里",
            Name = "小叁",
            Scores = new List<int> () { 86, 68, 73, 97 }
            }
        };

    //創(chuàng)建第二個數據源
    var teachers = new List<Teacher>() {
            new Teacher () {
            Age = 35,
            City = "夢里",
            Name = "啵哆"
            },
            new Teacher () {
            Age = 28,
            City = "云南",
            Name = "小紅"
            },
            new Teacher () {
            Age = 38,
            City = "河南",
            Name = "麗麗"
            }
        };

    //創(chuàng)建查詢
    var peopleInDreams = (from student in students
                          where student.City == "夢里"
                          select student.Name)
                .Concat(from teacher in teachers
                        where teacher.City == "夢里"
                        select teacher.Name);

    //執(zhí)行查詢
    foreach (var person in peopleInDreams)
    {
        Console.WriteLine(person);
    }

    Console.Read();
}

結果

小叁 
啵哆

2、選擇各個源元素的子集

1. 若要只選擇源元素的一個成員，請使用點運算。

var query = from cust in Customers
               select cust.City;

2. 若要創(chuàng)建包含源元素的多個屬性的元素，可以使用具有命名對象或匿名類型的對象初始值設定項。

var query = from cust in Customer
               select new {Name = cust.Name, City = cust.City};

3、將內存中的對象轉換為 XML

//創(chuàng)建數據源
var students = new List<Student>()
            {
                new Student()
                {
                    Age = 18,
                    Name = "小A",
                    Scores = new List<int>() {88,85,74,66 }
                },
                new Student()
                {
                    Age = 35,
                    Name = "小B",
                    Scores = new List<int>() {88,85,74,66 }
                },
                new Student()
                {
                    Age = 28,
                    Name = "小啥",
                    Scores = new List<int>() {88,85,74,66 }
                }
            };

//創(chuàng)建查詢
var studentsToXml = new XElement("Root",
    from student in students
    let x = $"{student.Scores[0]},{student.Scores[1]},{student.Scores[2]},{student.Scores[3]}"
    select new XElement("student",
           new XElement("Name", student.Name),
           new XElement("Age", student.Age),
           new XElement("Scores", x))
);

//執(zhí)行查詢
Console.WriteLine(studentsToXml);

4、 對源元素執(zhí)行操作

輸出序列可能不包含源序列的任何元素或元素屬性。

輸出可能是通過將源元素用作輸入參數計算出的值的序列。

//數據源
double[] radii = { 1, 2, 3 };

//創(chuàng)建查詢
var query = from radius in radii
            select $"{radius * radius * 3.14}";

//執(zhí)行查詢
foreach (var i in query)
{
    Console.WriteLine(i);
}

到此這篇關于C#中Linq用法的文章就介紹到這了。希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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