C#语言中的 LINQ 基础应用
作者：微信公众号：【架构师老卢】
11-19 19:3
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语言集成查询（Language Integrated Query，简称 LINQ）是 C# 最强大的特性之一。它允许开发人员直接在 C# 语言中编写查询语句，以便对来自不同数据源（如集合、数据库、XML 文档等）的数据进行操作和查询。LINQ 通过提供一种统一且可读性强的方式来查询和转换数据，让处理数据变得更加容易。
本篇博客将逐步引导你了解 LINQ 的基础知识，从语法开始，再到更高级的主题，都会以通俗易懂的方式进行讲解。
为何使用 LINQ？
在深入探讨语法之前，让我们先来了解一下 LINQ 为何如此重要：
- 统一的语法：LINQ 为查询不同的数据源（例如数组、列表、XML、数据库）提供了统一的语法。
- 可读性强：LINQ 查询通常比等效的循环或其他代码结构更具可读性且更为简洁。
- 强类型：LINQ 集成于 C# 之中，这意味着你能获得编译时检查以及智能感知（IntelliSense）支持。
- 声明式方法：LINQ 允许你描述想要对数据执行的操作，而非说明如何去做，从而使代码更加清晰且更易于维护。
LINQ 的基本概念
在开始编写 LINQ 查询之前，让我们先来了解一些基本概念。
- 数据源：你想要查询的数据集合或序列。它可以是一个数组、列表、数据库表等等。
- 查询：你定义的一组用于从数据源中获取所需数据的操作。
- 执行：当查询运行时，它会根据查询条件从数据源中提取数据。
LINQ 入门
让我们从一个简单的示例开始。假设我们有一个整数列表，并且想要找出其中所有的偶数。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
static void Main()
{
// 数据源
List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
// LINQ 查询
var evenNumbers = from num in numbers
where num % 2 == 0
select num;
// 执行
foreach (var num in evenNumbers)
{
Console.WriteLine(num);
}
}
}
解释：
- 数据源：
numbers就是我们的数据源，它是一个整数列表。 - 查询：LINQ 查询以
from关键字开头，后面跟着where和select子句。from num in numbers：遍历numbers列表中的每一项。where num % 2 == 0：筛选出能被 2 整除的数字（即偶数）。select num：选择符合条件的数字。
当你运行这段代码时，它将输出：
2
4
6
8
10
LINQ 语法
LINQ 提供了两种语法类型：
- 查询语法：这种语法类似于 SQL，对于熟悉 SQL 的人来说可读性更强。
示例：
var evenNumbers = from num in numbers
where num % 2 == 0
select num;
- 方法语法：这种语法更为紧凑，常用于方法链中。
var evenNumbers = numbers.Where(num => num % 2 == 0);
这两种语法是等效的，你可以根据自己觉得哪种更具可读性来选择使用。
LINQ 的关键操作符
LINQ 提供了丰富的操作符来操作数据。以下是一些最常用的操作符：
Where：基于某个条件对元素进行筛选。
var evenNumbers = numbers.Where(num => num % 2 == 0);
Select：将一个序列中的每个元素投影为新的形式。
var squares = numbers.Select(num => num * num);
OrderBy/OrderByDescending：按升序或降序对元素进行排序。
var sortedNumbers = numbers.OrderBy(num => num);
GroupBy：根据共同的属性对元素进行分组。
var groupedNumbers = numbers.GroupBy(num => num % 2);
Join：基于某个键将两个序列进行连接。
var joinedData = from num in numbers
join num2 in otherNumbers on num equals num2
select new { num, num2 };
Aggregate：对序列中的每个元素执行一个操作，并返回单个结果。
var sum = numbers.Aggregate((a, b) => a + b);
处理不同的数据源
LINQ 并不局限于集合，它还可以查询各种数据源，例如：
- LINQ to Objects：用于查询像数组、列表等集合。
var result = from num in numbers where num > 5 select num;
- LINQ to SQL：用于查询关系型数据库。
var query = from p in context.Products where p.Price > 100 select p;
- LINQ to XML：用于查询 XML 文档。
var xmlQuery = from x in xmlDoc.Elements("Book") where (string)x.Element("Author") == "AuthorName" select x;
- LINQ to Entities：用于查询实体框架模型。
var xmlQuery = from x in xmlDoc.Elements("Book") where (string)x.Element("Author") == "AuthorName" select x;
延迟执行与立即执行
LINQ 中的一个重要概念是延迟执行。LINQ 查询在定义时并不会执行，而是在对其进行迭代（例如使用 foreach 循环）时才会执行，这被称为延迟执行。
var query = from num in numbers where num > 5 select num;
// 此处查询并未执行
foreach (var num in query)
{
Console.WriteLine(num); // 在此处查询才执行
}
当调用像 ToList()、ToArray()、First() 或 Count() 等方法时，会立即执行查询，这就是立即执行。
var immediateExecution = numbers.Where(num => num > 5).ToList(); // 立即执行
LINQ 的高级特性
- 匿名类型：LINQ 允许你直接在查询中创建匿名类型。
var results = from num in numbers
select new { Number = num, Square = num * num };
Let关键字：允许你将子查询的结果存储在一个变量中，以便在同一个查询内重复使用。
var result = from num in numbers
let square = num * num
where square > 10
select square;
Join：用于基于一个公共键合并多个数据源。
var joinResult = from p in products
join c in categories on p.CategoryId equals c.Id
select new { p.Name, c.CategoryName };
GroupJoin：合并数据并对结果进行分组。
var groupJoin = from c in categories
join p in products on c.Id equals p.CategoryId into productGroup
select new { c.CategoryName, Products = productGroup };
Cross Join：将一个数据源的每个元素与另一个数据源的每个元素进行组合。
var crossJoin = from p in products
from c in categories
select new { p.Name, c.CategoryName };
Zip：通过根据元素位置合并两个序列的元素来将它们进行组合。
var zipped = numbers.Zip(otherNumbers, (first, second) => first + second);
LINQ 的最佳实践
- 对于复杂查询使用方法语法：方法语法功能更强大且更简洁，尤其适用于复杂查询。
- 避免重复查询：如果你需要多次使用查询结果，应存储该结果以避免性能问题。
- 明智地使用延迟执行：了解查询何时执行，以避免出现意外行为。
- 优化性能：考虑查询对性能的影响，特别是在处理大型数据集或执行复杂操作时。
LINQ 是 C# 中一个强大的工具，它让处理数据变得更加直观且具有可读性。无论你是查询集合、数据库还是 XML，LINQ 都提供了一种统一的方式来处理数据。通过理解并掌握 LINQ，你可以编写更高效、更易于维护且更简洁的代码。
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