C#中Linq的入门教程

一、LINQ的体系结构

语言集成查询 (LINQ) (C#) | Microsoft 官方文档

LINQ总共包括五个部分：

目前，除了以下的，还可以下载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。无论使用什么数据源，都可以通过LINQ使用相同的API进行操作。

二、 LINQ的语法

1、Query查询表达式语法

LINQ查询表达式以from子句开头，以select子句或group子句结束。

在两个子句之间，可以使用where、orderby、join、let等查询操作符。

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

• from…in…：指定要查找的数据源以及范围变量，多个from子句则表示从多个数据源查找数据。注意：c#编译器会把“复合from子句”的查询表达式转换为SelectMany()扩展方法。
• join…in…on…equals…：指定多个数据源的关联方式
• let：引入用于存储查询表达式中子表达式结果的范围变量。通常能达到层次感会更好，使代码更易于阅读。
• orderby、descending：指定元素的排序字段和排序方式。当有多个排序字段时，由字段顺序确定主次关系，可指定升序和降序两种排序方式
• where：指定元素的筛选条件。多个where子句则表示了并列条件，必须全部都满足才能入选。每个where子句可以使用谓词&&、||连接多个条件表达式。
• group：指定元素的分组字段。
• select：指定查询要返回的目标数据，可以指定任何类型，甚至是匿名类型。（目前通常被指定为匿名类型）
• into：提供一个临时的标识符。该标识可以引用join、group和select子句的结果。 
  1) 直接出现在join子句之后的into关键字会被翻译为GroupJoin。（into之前的查询变量可以继续使用） 
  2) select或group子句之后的into它会重新开始一个查询，让我们可以继续引入where, orderby和select子句，它是对分步构建查询表达式的一种简写方式。（into之前的查询变量都不可再使用）

编译器会在程序编译时转换LINQ查询，以调用相应的扩展方法。

下面是一个简单的示例，查询一个int数组中小于5的元素，并按照从小到大的顺序排列：

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语句最终被转换为调用IEnumerable<T>的扩展方法，在System.Linq.Enumerable静态类中定义了N多扩展。所以只要继承与IEnumerable的类都支持Linq查询 。

2、Lambda语法

标准查询操作符

Enumberable 类定义的标准查询操作符。

• 筛选操作符：定义返回元素的条件。 
  Where：使用谓词，返回符合条件的元素。 
  OfType<TResult>：返回符合类型的元素。 
• 投射操作符：用于把对象转换为另一个类型的新对象。 
  Select ：定义根据选择器函数选择结果值的投射。 
  SelectMany：定义根据选择器函数选择结果值的投射。 
• 排序操作符：改变返回的元素的顺序。 
  Orderby： 升序排序。 
  OrderBydescending：  降序排序。 
  ThenBy 和 ThenByDescending： 二次排序。 
  Reverse： 反转集合元素。 
• 连接操作符：用于合并不直接相关的集合。 
  Join：   根据键选择器函数连接两个集合。 
  GroupJoin：   连接两个集合，并分组。 
• 组合操作符：把数据放在组中。 
  GroupBy  ： 组合公共键的元素。 
  ToLookup:创建一个一对多字典，组合元素。 
• 限定（量词）操作符：元素满足指定的条件。 
  Any ：部分满足谓词函数的元素。 
  All ： 所有元素是否都满足谓词函数。 
  Contains：   检查某个元素是否在集合中。 
• 分区操作符：返回集合的子集。 
  Take： 从集合提取元素个数。 
  Skip ：跳过指定的元素个数，提取其他元素。 
  TakeWhile ：提取条件为真的元素。 
  SkipWhile：提取条件为真的元素。 
• Set操作符：返回一个集合。 
  Distinct ：（去重）删除重复的元素。 
  Union： （并集）返回集合中唯一元素。 
  Intersect：（交集）返回两个集合都有的元素。 
  Except ： （差集）只出现在一个集合中的元素。 
  Zip： 两个集合合并为一个元素。 
• 元素操作符：返回一个元素。 
  First：返回第一个满足条件的元素。 
  FirstOrDefault：类似First，如果未找到，返回类型的默认值。 
  Last：返回最后一个满足条件的元素。 
  LastOrDefault：类似Last，如果未找到，返回类型的默认值。 
  ElementAt：返回元素的位置。 
  ElementAtOrDefault：指定索引（超出索引，取默认值） 
  Single：返回一个满足条件的元素。如果有多个元素都满足条件，就抛出一个异常。 
  SingleOrDefault：类似Single，如果非唯一或者找不到，返回类型的默认值。 
• 聚合操作符：计算集合值。 
  Sum： 总和。 
  Count：  所有元素个数。 
  LongCount:计数（大型集合） 
  Min：  最小元素。 
  Max ： 最大元素。 
  Average： 平均值。 
  Aggregate：  根据输入的表达式获取聚合值。 
• 转换操作符： 
  ToArray：变成数组 
  AsEnumerable：变成IEnumeralbe<T> 
  AsQueryable:变成IQueryable 
  ToList：变成List<T> 
  ToDictionary：变成字典 
  Cast<TResult> ：转换 
  ToLookup:变一对多字典Lookup<Tkey,TElement> 
• 生成操作符： 
  Empty ：空集合。 
  DefaultIfEmpty:默认值集合 
  Range：返回一系列数字。 
  Repeat： 返回始终重复一直的集合。 
• 等值操作 
  SequenceEqual:成对比较 
• 串联操作 
  Concat：串联

3、扩展方法存在对应的查询表达式关键字：

• Where：where
• Select：select
• SelectMany：使用多个 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、延迟执行查询

LINQ具有“延迟计算”的特性。

Linq的执行不是在Linq的赋值语句执行，而是在通过foreach遍历访问结果时执行。

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);
}

返回的结果是：

两次遍历的结果不一样，说明执行并不是在Linq的定义语句执行，而是在foreach执行。

换成如下，两次执行结果就一样了。

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

2、运算符延迟计算符号

按字母顺序整理：

1、具有延迟计算的运算符

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、立即执行的运算符

对一系列源元素执行聚合函数的查询必须首先循环访问这些元素。Count、Max、Average 和 First 就属于此类查询。

由于查询本身必须使用 foreach 以便返回结果，因此这些查询在执行时不使用显式 foreach 语句,直接立即执行。

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运算符，用于处理LINQ to Entities操作远程数据源，将IQueryable远程数据立即转化为本地的IEnumerable集合。若AsEnumerable接收参数是IEnumerable内存集合则什么都不做。

3、强制立即执行

若要强制立即执行任意查询并缓存其结果，可以调用 ToList<TSource> 或 ToArray<TSource> 方法。

通过调用 ToList 或 ToArray，可以将所有数据缓存在单个集合对象中。

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 进行数据转换

语言集成查询 (LINQ) 不仅可用于检索数据，而且还是一个功能强大的数据转换工具。

通过使用 LINQ 查询，您可以将源序列用作输入，并采用多种方式修改它以创建新的输出序列。您可以通过排序和分组来修改该序列，而不必修改元素本身。

但是，LINQ 查询的最强大的功能是能够创建新类型。这一功能在 select 子句中实现。

例如，可以执行下列任务：

1、将多个输入联接到一个输出序列

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)
{
    //创建第一个数据源
    var students = new List<Student>() {
            new Student () {
            Age = 23,
            City = "广州",
            Name = "小C",
            Scores = new List<int> () { 85, 88, 83, 97 }
            },
            new Student () {
            Age = 18,
            City = "广西",
            Name = "小明",
            Scores = new List<int> () { 86, 78, 85, 90 }
            },
            new Student () {
            Age = 33,
            City = "梦里",
            Name = "小叁",
            Scores = new List<int> () { 86, 68, 73, 97 }
            }
        };

    //创建第二个数据源
    var teachers = new List<Teacher>() {
            new Teacher () {
            Age = 35,
            City = "梦里",
            Name = "啵哆"
            },
            new Teacher () {
            Age = 28,
            City = "云南",
            Name = "小红"
            },
            new Teacher () {
            Age = 38,
            City = "河南",
            Name = "丽丽"
            }
        };

    //创建查询
    var peopleInDreams = (from student in students
                          where student.City == "梦里"
                          select student.Name)
                .Concat(from teacher in teachers
                        where teacher.City == "梦里"
                        select teacher.Name);

    //执行查询
    foreach (var person in peopleInDreams)
    {
        Console.WriteLine(person);
    }

    Console.Read();
}

结果

小叁 
啵哆

2、选择各个源元素的子集

1. 若要只选择源元素的一个成员，请使用点运算。

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

2. 若要创建包含源元素的多个属性的元素，可以使用具有命名对象或匿名类型的对象初始值设定项。

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

3、将内存中的对象转换为 XML

//创建数据源
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 }
                }
            };

//创建查询
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))
);

//执行查询
Console.WriteLine(studentsToXml);

4、 对源元素执行操作

输出序列可能不包含源序列的任何元素或元素属性。

输出可能是通过将源元素用作输入参数计算出的值的序列。

//数据源
double[] radii = { 1, 2, 3 };

//创建查询
var query = from radius in radii
            select $"{radius * radius * 3.14}";

//执行查询
foreach (var i in query)
{
    Console.WriteLine(i);
}

到此这篇关于C#中Linq用法的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持猪先飞。