带你一文了解C#中的LINQ

目录

• 前言
• LINQ的根基
• IEnumerable和IEnumerator
• LINQ的基本用法
• 扩展方法在LINQ的应用：LINQ的流式语法
• LINQ的查询表达式:LINQ的查询语法
• LINQ的延迟执行：IQueryable
• 附：将内存中对象转换为 XML
• 参考
• 源码
• 总结

前言

本文主要的是泛谈LINQ是啥？以及常见的用法大纲如下：

• LINQ的那些根基
• LINQ的一些基本用法

LINQ的根基

IEnumerable和IEnumerator

为啥能够被foreach？

实际上，能够被foreach的对象，一定是实现了带有返回值的IEnumerator的GetEnumerator()方法的接口，而.NET内置的该接口则是IEnumerable，一般指的是IEnumerable泛型接口，让我们来看看IEnumerator接口有啥成员：

   public interface IEnumerator
   {
       object Current
       {
           get;
       }

       bool MoveNext();

       void Reset();
   }

• Current：集合当前的对象
• MoveNext：是否能够移动到下一次
• Reset

因此，实际上我们进行foreach的时候，等价于：

var animals = new List<string>() { "Cat", "Dog", "Pig" };

foreach (var animla in animals)
{
    Console.WriteLine(animla);
}
Console.WriteLine("-----------");

var enumerator = animals.GetEnumerator();
while (enumerator.MoveNext())
{
    Console.WriteLine(enumerator.Current);
}

输出结果：

Cat

Dog

Pig

-----------

Cat

Dog

Pig

而能被LINQ的对象就是一个实现了IEnumerable的可被枚举的集合

LINQ的基本用法

扩展方法在LINQ的应用：LINQ的流式语法

LINQ的方法一般都是通过扩展方法了扩展的，就如最常用的几个，Where，Any，例如，我实现了一个跟Where功能类似的简化版：

 public static class MyListExtension
{
    public static IEnumerable<T> MyWhere<T>(this IEnumerable<T> enumable, Func<T, bool> func)
    {
        foreach (var item in enumable)
        {
            if (func(item))
            {
                yield return item;
            }
        }
    }
}

其实为啥会提到用扩展方法呢？就是因为LINQ就是为了简单的能够处理复杂集合的数据，那么扩展方法就能够实现较为简单的链式查询，例如：

var result= animals.MyWhere(t => t is "Cat" or "Dog").Select(t=>t.ToUpper()).ToList();

result.ForEach(t =>Console.WriteLine(t));

输出结果：

CAT

DOG

LINQ的查询表达式:LINQ的查询语法

假如上述的例子有LINQ的查询表达式来编写，则写法是这样：

var result = (from t in animals
              where t is "Cat" or "Dog"
              select t.ToUpper()).ToList();

result.ForEach(t => Console.WriteLine(t));

输出结果也是一样的：

CAT

DOG

LINQ的延迟执行：IQueryable

首先我们来看看IQueryable的接口定义：

    public interface IQueryable : IEnumerable
    {

        Type ElementType
        {
            get;
        }

        Expression Expression
        {
            get;
        }

        IQueryProvider Provider
        {
            get;
        }
    }

我们可以看到实际上IQueryable是继承了IEnumerable,因此同样具备其特性，然后主要看其三个属性：

• ElementType：集合的类型
• Expression：表达式树，这是延迟执行的重点，下面我们会一窥究竟
• IQueryProvider:IQueryable创建表达式树和执行的部分

    public interface IQueryProvider
    {

        IQueryable CreateQuery(Expression expression);

        IQueryable<TElement> CreateQuery<TElement>(Expression expression);

        object? Execute(Expression expression);

        TResult Execute<TResult>(Expression expression);
    }

我们先来看段代码：

var result1 = (from t in animals
                where (t.Equals( "Cat") || t.Equals("Dog"))
                select t.ToUpper()).AsQueryable();
Console.WriteLine($"Expression:{ result1.Expression.ToString()}");
Console.WriteLine($"ExpressionType:{result1.Expression.GetType()}");
foreach (var item in result1)
{
    Console.WriteLine(item);
}

Console.WriteLine("---------------");
var result2 = from t in result1
              where  t.Contains("CAT")
              select t;
Console.WriteLine($"Expression:{ result2.Expression.ToString()}");
Console.WriteLine($"ExpressionType:{result2.Expression.GetType()}");
foreach (var item in result2)
{
    Console.WriteLine(item);
}

输出如下：

Expression:System.Linq.Enumerable+WhereSelectListIterator`2[System.String,System.String]

ExpressionType:System.Linq.Expressions.ConstantExpression

CAT

DOG

---------------

Expression:System.Linq.Enumerable+WhereSelectListIterator`2[System.String,System.String].Where(t => t.Contains("CAT"))

ExpressionType:System.Linq.Expressions.MethodCallExpression2

CAT

我们从输出可以证明，实际上在返回result1和result2，就是通过IQueryProvider不断地在拼接表达式树,而最后通过foreach或者ToList等操作的时候，则才是真正调用Execute方法执行当前的IQueryable里的那个表达式树属性Expression,而像LINQ To Sql或者是EFCore等需要IQueryable这种解释型的就是去实现了IQueryProvider里面的方法

附：将内存中对象转换为 XML

LINQ 查询可以轻松地在内存中数据结构、SQL 数据库、ADO.NET 数据集和 XML 流或文档之间转换数据。 以下示例将内存中数据结构中的对象转换为 XML 元素。

class XMLTransform
{
    static void Main()
    {
        // Create the data source by using a collection initializer.
        // The Student class was defined previously in this topic.
        List<Student> students = new List<Student>()
        {
            new Student {First="Svetlana", Last="Omelchenko", ID=111, Scores = new List<int>{97, 92, 81, 60}},
            new Student {First="Claire", Last="O'Donnell", ID=112, Scores = new List<int>{75, 84, 91, 39}},
            new Student {First="Sven", Last="Mortensen", ID=113, Scores = new List<int>{88, 94, 65, 91}},
        };

        // Create the query.
        var studentsToXML = new XElement("Root",
            from student in students
            let scores = string.Join(",", student.Scores)
            select new XElement("student",
                       new XElement("First", student.First),
                       new XElement("Last", student.Last),
                       new XElement("Scores", scores)
                    ) // end "student"
                ); // end "Root"

        // Execute the query.
        Console.WriteLine(studentsToXML);

        // Keep the console open in debug mode.
        Console.WriteLine("Press any key to exit.");
        Console.ReadKey();
    }
}

此代码生成以下 XML 输出：

<Root>
  <student>
    <First>Svetlana</First>
    <Last>Omelchenko</Last>
    <Scores>97,92,81,60</Scores>
  </student>
  <student>
    <First>Claire</First>
    <Last>O'Donnell</Last>
    <Scores>75,84,91,39</Scores>
  </student>
  <student>
    <First>Sven</First>
    <Last>Mortensen</Last>
    <Scores>88,94,65,91</Scores>
  </student>
</Root>

参考

《C#7.0核心技术指南》

源码

BlogCodeSample/LinqSample at main · ZhengDaoWang/BlogCodeSample

总结

到此这篇关于C#中LINQ的文章就介绍到这了,更多相关C#的LINQ内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！