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30分钟LINQ教程

30分钟LINQ教程

作者: 破冰前行 | 来源:发表于2016-11-24 14:18 被阅读674次

首先申明这不是我写的,只是我看到的一篇十分不错的文章,为了防止自己找不到,就整理了下。

一:与LINQ有关的语言特性

1.隐式类型

(1)源起

在隐式类型出现之前,我们在声明一个变量的时候,总是要为一个变量指定他的类型,甚至在foreach一个集合的时候,也要为遍历的集合的元素,指定变量的类型,隐式类型的出现,程序员就不用再做这个工作了。

(2)使用方法

来看下面的代码:

var a = 1; //int a = 1;      
var b = "123";//string b = "123";       
var myObj = new MyObj();//MyObj myObj = new MyObj()

上面的每行代码,与每行代码后面的注释,起到的作用是完全一样的,也就是说,在声明一个变量(并且同时给它赋值)的时候,完全不用指定变量的类型,只要一个var就解决问题了

(3)你担心这样写会降低性能吗?

我可以负责任的告诉你,这样写不会影响性能!
上面的代码和注释里的代码,编译后产生的IL代码(中间语言代码)是完全一样的(编译器根据变量的值,推导出变量的类型,才产生的IL代码)

(4)这个关键字的好处:

你不用在声明一个变量并给这个变量赋值的时候,写两次变量类型(这一点真的为开发者节省了很多时间)在foreach一个集合的时候,可以使用var关键字来代替书写循环变量的类型

(5)注意事项

你不能用var关键字声明一个变量而不给它赋值
因为编译器无法推导出你这个变量是什么类型的。

2.匿名类型

(1)源起

创建一个对象,一定要先定义这个对象的类型吗?不一定的!
来看看这段代码

(2)使用

var obj = new {Guid.Empty, myTitle = "匿名类型", myOtherParam = new int[] { 1, 2, 3, 4 } };
Console.WriteLine(obj.Empty);//另一个对象的属性名字,被原封不动的拷贝到匿名对象中来了。 
Console.WriteLine(obj.myTitle); Console.ReadKey();

new关键字之后就直接为对象定义了属性,并且为这些属性赋值,而且对象创建出来之后,在创建对象的方法中,还可以畅通无阻的访问对象的属性,当把一个对象的属性拷贝到匿名对象中时,可以不用显示的指定属性的名字,这时原始属性的名字会被“拷贝”到匿名对象中

(3)注意

如果你监视变量obj,你会发现,obj的类型是Anonymous Type类型的,不要试图在创建匿名对象的方法外面去访问对象的属性!

(4)优点

这个特性在网站开发中,序列化和反序列化JSON对象时很有用

3.自动属性

(1)源起

为一个类型定义属性,我们一般都写如下的代码:

public class MyObj2     
{ 
      private Guid _id; 
      private string _Title; 
      public Guid id       
      {
            get { return _id; }     
            set { _id = value; }     
      } 
      public string Title     
      {
            get { return _Title; } 
            set {_Title = value;}
     }
}

但很多时候,这些私有变量对我们一点用处也没有,比如对象关系映射中的实体类。自C#3.0引入了自动实现的属性,以上代码可以写成如下形式:

(2)使用

public class MyObj     
{
   public Guid id { get; set; }
   public string Title { get; set; }
}

这个特性也和var关键字一样,是编译器帮我们做了工作,不会影响性能的

4.初始化器

(1)源起

我们创建一个对象并给对象的属性赋值,代码一般写成下面的样子

var myObj = new MyObj(); 
myObj.id = Guid.NewGuid(); 
myObj.Title = "allen";

自C#3.0引入了对象初始化器,代码可以写成如下的样子

(2)使用

var myObj1 = new MyObj() { id = Guid.NewGuid(), Title = "allen" };

如果一个对象是有参数的构造函数,那么代码看起来就像这样

var myObj1 = new MyObj ("allen") { id = Guid.NewGuid(), Title = "allen" };

集合初始化器的样例代码如下:

var arr = new List<int>() { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

(3)优点

我个人认为:这个特性不是那么amazing,这跟我的编码习惯有关,集合初始化器也就罢了,真的不习惯用对象初始化器初始化一个对象!

5.委托

(1)使用

我们先来看一个简单的委托代码

    delegate Boolean moreOrlessDelgate(int item);
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
             var arr = new List<int>() { 1, 2, 3, 4, 5, 6,7,8 };
             var d1 = new moreOrlessDelgate(More);            
             Print(arr, d1);
             Console.WriteLine("OK");

             var d2 = new moreOrlessDelgate(Less);
             Print(arr, d2);
             Console.WriteLine("OK");
             Console.ReadKey();
        }
        static void Print(List<int> arr,moreOrlessDelgate dl)
        {
            foreach (var item in arr)    
            {
                if (dl(item))   
                {
                    Console.WriteLine(item);    
                }    
            }    
        }
        static bool More(int item)    
        {
            if (item > 3)   
            { 
                return true;     
            }
            return false;    
        }
        static bool Less(int item)    
        {
            if (item < 3)    
            {
                return true;    
            }
            return false;    
        }    
    }

这段代码中

  • 首先定义了一个委托类型
    delegate Boolean moreOrlessDelgate(int item);
    你看到了,委托和类是一个级别的,确实是这样:
    委托是一种类型和class标志的类型不一样,这种类型代表某一类方法。
    这一句代码的意思是:
    moreOrlessDelgate这个类型代表返回值为布尔类型,输入参数为整形的方法
  • 有类型就会有类型的实例
var d1 = new moreOrlessDelgate(More); 
var d2 = new moreOrlessDelgate(Less);

这两句就是创建moreOrlessDelgate类型实例的代码,它们的输入参数是两个方法

  • 有了类型的实例,就会有操作实例的代码
Print(arr, d1);
Print(arr, d2);

我们把前面两个实例传递给了Print方法,这个方法的第二个参数就是moreOrlessDelgate类型的,在Print方法内用如下代码,调用委托类型实例所指向的方法

dl(item)

6.泛型

(1)为什么要有泛型

假设你是一个方法的设计者,这个方法有一个传入参数,有一个返回值。但你并不知道这个参数和返回值是什么类型的,如果没有泛型,你可能把参数和返回值的类型都设定为Object了,那时,你心里肯定在想:反正一切都是对象,一切的基类都是Object,没错!你是对的!这个方法的消费者,会把他的对象传进来(有可能会做一次装箱操作)并且得到一个Object的返回值,他再把这个返回值强制类型转化为他需要的类型,除了装箱和类型转化时的性能损耗外,代码工作的很好!那么这些新能损耗能避免掉吗?有泛型之后就可以了!

(2)使用

  • 使用简单的泛型
    先来看下面的代码:
    var intList = new List<int>() { 1,2,3}; 
    intList.Add(4);
    intList.Insert(0, 5);
    foreach (var item in intList)             
    {
        Console.WriteLine(item);             
    }              
    Console.ReadKey();

在上面这段代码中我们声明了一个存储int类型的List容器,并循环打印出了容器里的值,注意:如果这里使用Hashtable、Queue或者Stack等非泛型的容器,就会导致装箱操作,损耗性能。因为这些容器只能存储Object类型的数据

  • 泛型类型
    List<T>、Dictionary<TKey, TValue>等泛型类型都是.net类库定义好并提供给我们使用的,但在实际开发中,我们也经常需要定义自己的泛型类型,来看下面的代码:
    public static class SomethingFactory<T>
  {    
        public static T InitInstance(T inObj)      
        {
            if (false)//你的判断条件      
            {
                //do what you want...      
                return inObj;
            }
            return default(T);  
        }
    }

这段代码的消费者如下:

      var a1 = SomethingFactory<int>.InitInstance(12);
  Console.WriteLine(a1);
  Console.ReadKey();

输出的结果为0        
这就是一个自定义的静态泛型类型,此类型中的静态方法InitInstance对传入的参数做了一个判断,
如果条件成立,则对传入参数进行操作之后并把它返回。
如果条件不成立,则返回一个空值
注意:

  1. 传入参数必须为指定的类型,因为我们在使用这个泛型类型的时候,已经规定好它能接收什么类型的参数但在设计这个泛型的时候,我们并不知道使用者将传递什么类型的参数进来
  2. 如果你想返回T类型的空值,那么请用default(T)这种形式,因为你不知道T是值类型还是引用类型,所以别擅自用null
  3. 泛型约束,很多时候我们不希望使用者太过自由,我们希望他们在使用我们设计的泛型类型时,不要很随意的传入任何类型,对于泛型类型的设计者来说,要求使用者传入指定的类型是很有必要的,因为我们只有知道他传入了什么东西,才方便对这个东西做操作,让我们来给上面设计的泛型类型加一个泛型约束,代码如下:
public static class SomethingFactory<T> where T:MyObj

这样在使用SomethingFactory的时候就只能传入MyObj类型或MyObj的派生类型啦,注意:还可以写成这样where T:MyObj,new(),来约束传入的类型必须有一个构造函数。

(3)泛型的好处

  1. 算法的重用,想想看:list类型的排序算法,对所有类型的list集合都是有用的
  2. 类型安全
  3. 提升性能,没有类型转化了,一方面保证类型安全,另一方面保证性能提升
  4. 可读性更好,这一点就不解释了

7.泛型委托

(1)源起

委托需要定义delgate类型,使用起来颇多不便,而且委托本就代表某一类方法,开发人员经常使用的委托基本可以归为三类,哪三类呢?请看下面:

(2)使用

  1. Predicate泛型委托,把上面例子中d1和d2赋值的两行代码改为如下:
     //var d1 = new moreOrlessDelgate(More);
  var d1 = new Predicate<int>(More);
  //var d2 = new moreOrlessDelgate(Less);
  var d2 = new Predicate<int>(Less);

把Print方法的方法签名改为如下:

       //static void Print(List<int> arr, moreOrlessDelgate<int> dl)
  static void Print(List<int> arr, Predicate<int> dl)

然后再运行方法,控制台输出的结果和原来的结果是一模一样的。那么Predicate到底是什么呢?来看看他的定义:

    // 摘要:
    //     表示定义一组条件并确定指定对象是否符合这些条件的方法。   
    //
    // 参数:
    //   obj:
    //     要按照由此委托表示的方法中定义的条件进行比较的对象。   
    //
    // 类型参数: 
    //   T:
    //     要比较的对象的类型。   
    //
    // 返回结果:
    //     如果 obj 符合由此委托表示的方法中定义的条件,则为 true;否则为 false。    
    public delegate bool Predicate<in T>(T obj);

看到这个定义,我们大致明白了。.net为我们定义了一个委托,这个委托表示的方法需要传入一个T类型的参数,并且需要返回一个bool类型的返回值,有了它,我们就不用再定义moreOrlessDelgate委托了,而且,我们定义的moreOrlessDelgate只能搞int类型的参数,Predicate却不一样,它可以搞任意类型的参数,但它规定的还是太死了,它必须有一个返回值,而且必须是布尔类型的,同时,它必须有一个输入参数,除了Predicate泛型委托,.net还为我们定义了Action和Func两个泛型委托

  1. Action泛型委托

Action泛型委托限制的就不那么死了,他代表了一类方法:可以有0个到16个输入参数,输入参数的类型是不确定的,但不能有返回值,来看个例子:

    var d3 = new Action(noParamNoReturnAction);
    var d4 = new Action<int, string>(twoParamNoReturnAction);

注意:尖括号中int和string为方法的输入参数

    static void noParamNoReturnAction()
 {
     //do what you want
 }
 static void twoParamNoReturnAction(int a, string b)
 {
     //do what you want
 }
  1. Func泛型委托
    为了弥补Action泛型委托,不能返回值的不足,.net提供了Func泛型委托,相同的是它也是最多0到16个输入参数,参数类型由使用者确定,不同的是它规定要有一个返回值,返回值的类型也由使用者确定,如下示例:
    var d5 = new Func<int, string>(oneParamOneReturnFunc);

注意:string类型(最后一个泛型类型)是方法的返回值类型

    static string oneParamOneReturnFunc(int a)
 {
     //do what you want
     return string.Empty;
 }

8.匿名方法

(1)源起

在上面的例子中,为了得到序列中较大的值,我们定义了一个More方法

    var d1 = new Predicate<int>(More);

然而这个方法,没有太多逻辑(实际编程过程中,如果逻辑较多,确实应该独立一个方法出来),那么能不能把More方法中的逻辑,直接写出来呢?C#2.0之后就可以了,请看下面的代码:

(2)使用

    var arr = new List<int>() { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 };
    //var d1 = new moreOrlessDelgate(More);
    //var d1 = new Predicate<int>(More);
    var d1 = new Predicate<int>(delegate(int item)
    {
          //可以访问当前上下文中的变量
          Console.WriteLine(arr.Count);

        if (item > 3)

        {
            return true;
        }
        return false;
    });
    Print(arr, d1);
    Console.WriteLine("OK");

我们传递了一个代码块给Predicate的构造函数,其实这个代码块就是More函数的逻辑

(3)好处

代码可读性更好。
可以访问当前上下文中的变量,这个用处非常大,如果我们仍旧用原来的More函数,想要访问arr变量,势必要把arr写成类级别的私有变量了,用匿名函数的话,就不用这么做了。

9.Lambda表达式

(1)源起

.net的设计者发现在使用匿名方法时,仍旧有一些多余的字母或单词的编码工作,比如delegate关键字,于是进一步简化了匿名方法的写法

(2)使用

    List<int> arr = new List<int>() { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
    arr.ForEach(new Action<int>(delegate(int a) { Console.WriteLine(a); }));
    arr.ForEach(new Action<int>(a => Console.WriteLine(a)));

匿名方法的代码如下:
delegate(int a) { Console.WriteLine(a); }
使用lambda表达式的代码如下:
a => Console.WriteLine(a)
这里解释一下这个lambda表达式

1、a是输入参数,编译器可以自动推断出它是什么类型的,如果没有输入参数,可以写成这样:() => Console.WriteLine("ddd")
2、=>是lambda操作符
3、Console.WriteLine(a)是要执行的语句。如果是多条语句的话,可以用{}包起来。如果需要返回值的话,可以直接写return语句

10.扩展方法

(1)源起

如果想给一个类型增加行为,一定要通过继承的方式实现吗?不一定的!

(2)使用

来看看这段代码:

  public static void PrintString(this String val)
 {
     Console.WriteLine(val);
 }

消费这段代码的代码如下:

    var a = "aaa";
    a.PrintString();
    Console.ReadKey();

我想你看到扩展方法的威力了。本来string类型没有PrintString方法,但通过我们上面的代码,就给string类型"扩展"了一个PrintString方法

(1)先决条件

1、扩展方法必须在一个非嵌套、非泛型的静态类中定义
2、扩展方法必须是一个静态方法
3、扩展方法至少要有一个参数
4、第一个参数必须附加this关键字作为前缀
5、第一个参数不能有其他修饰符(比如ref或者out)
6、>第一个参数不能是指针类型

(2)注意事项

1、跟前面提到的几个特性一样,扩展方法只会增加编译器的工作,不会影响性能(用继承的方式为一个类型增加特性反而会影响性能)
2、如果原来的类中有一个方法,跟你的扩展方法一样(至少用起来是一样),那么你的扩展方法奖不会被调用,编译器也不会提示你
3、扩展方法太强大了,会影响架构、模式、可读性等等等等....

11.迭代器

(1)使用

我们每次针对集合类型编写foreach代码块,都是在使用迭代器,这些集合类型都实现了IEnumerable接口,都有一个GetEnumerator方法,但对于数组类型就不是这样,编译器把针对数组类型的foreach代码块,替换成了for代码块。来看看List的类型签名:

    public class List<T> : IList<T>, ICollection<T>, IEnumerable<T>, IList, ICollection, IEnumerable

IEnumerable接口,只定义了一个方法就是:

    IEnumerator<T> GetEnumerator();

(2)迭代器的优点:

假设我们需要遍历一个庞大的集合,只要集合中的某一个元素满足条件,就完成了任务,你认为需要把这个庞大的集合全部加载到内存中来吗?当然不用(C#3.0之后就不用了)!来看看这段代码:

    static IEnumerable<int> GetIterator()
    {
        Console.WriteLine("迭代器返回了1");
        yield return 1;
        Console.WriteLine("迭代器返回了2");
        yield return 2;
        Console.WriteLine("迭代器返回了3");
        yield return 3;
    }

消费这个函数的代码如下:

    foreach (var i in GetIterator())
    {
        if (i == 2)
        {
            break;
        }
        Console.WriteLine(i);
    }
    Console.ReadKey();

输出结果为:

    迭代器返回了1
    1
    迭代器返回了2

大家可以看到:当迭代器返回2之后,foreach就退出了,并没有输出“迭代器返回了3”,也就是说下面的工作没有做。

(3)yield 关键字

MSDN中的解释如下:在迭代器块中用于向枚举数对象提供值或发出迭代结束信号。也就是说,我们可以在生成迭代器的时候,来确定什么时候终结迭代逻辑,上面的代码可以改成如下形式:

  static IEnumerable<int> GetIterator()
 {
     Console.WriteLine("迭代器返回了1");
     yield return 1;
     Console.WriteLine("迭代器返回了2");
     yield break;
     Console.WriteLine("迭代器返回了3");
     yield return 3;
 }

(4)注意事项

1、做foreach循环时多考虑线程安全性,在foreach时不要试图对被遍历的集合进行remove和add等操作,任何集合,即使被标记为线程安全的,在foreach的时候,增加项和移除项的操作都会导致异常(我在这里犯过错)
2、IEnumerable接口是LINQ特性的核心接口,只有实现了IEnumerable接口的集合,才能执行相关的LINQ操作,比如select,where等,这些操作,我们接下来会讲到。

二:LINQ

1.查询操作符

(1)源起

.net的设计者在类库中定义了一系列的扩展方法,来方便用户操作集合对象,这些扩展方法构成了LINQ的查询操作符

(2)使用

这一系列的扩展方法,比如:Where,Max,Select,Sum,Any,Average,All,Concat等,都是针对IEnumerable的对象进行扩展的,也就是说,只要实现了IEnumerable接口,就可以使用这些扩展方法,来看看这段代码:

    List<int> arr = new List<int>() { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
    var result = arr.Where(a => { return a > 3; }).Sum();
    Console.WriteLine(result);
    Console.ReadKey();

这段代码中,用到了两个扩展方法。

1、Where扩展方法,需要传入一个Func<int,bool>类型的泛型委托,这个泛型委托,需要一个int类型的输入参数和一个布尔类型的返回值,我们直接把a => { return a > 3; }这个lambda表达式传递给了Where方法,a就是int类型的输入参数,返回a是否大于3的结果。
2、Sum扩展方法计算了Where扩展方法返回的集合的和。

(3)好处

上面的代码中
arr.Where(a => { return a > 3; }).Sum();
这一句完全可以写成如下代码:
(from v in arr where v > 3 select v).Sum();
而且两句代码的执行细节是完全一样的,大家可以看到,第二句代码更符合语义,更容易读懂,第二句代码中的where,就是我们要说的查询操作符。

(4)标准查询操作符说明

  1. 过滤
    Where
    用法:arr.Where(a => { return a > 3; })
    说明:找到集合中满足指定条件的元素,
    OfType
    用法:arr.OfType<int>()
    说明:根据指定类型,筛选集合中的元素
  2. 投影
    Select
    用法:arr.Select<int, string>(a => a.ToString());
    说明:将集合中的每个元素投影的新集合中。上例中:新集合是一个IEnumerable<String>的集合
    SelectMany
    用法:arr.SelectMany<int, string>(a => { return new List<string>() { "a", a.ToString() }; });
    说明:将序列的每个元素投影到一个序列中,最终把所有的序列合并
  3. 还有很多查询操作符,请翻MSDN,以后有时间我将另起一篇文章把这些操作符写全。

2.查询表达式

(1)源起

上面我们已经提到,使用查询操作符表示的扩张方法来操作集合,虽然已经很方便了,但在可读性和代码的语义来考虑,仍有不足,于是就产生了查询表达式的写法。虽然这很像SQL语句,但他们却有着本质的不同。

(2)用法

from v in arr where v > 3 select v这就是一个非常简单的查询表达式

(3)说明:

先看一段伪代码:

  from [type] id in source
 [join [type] id in source on expr equals expr [into subGroup]]
 [from [type] id in source | let id = expr | where condition]
 [orderby ordering,ordering,ordering...]
 select expr | group expr by key
 [into id query]
  1. 第一行的解释:type是可选的,id是集合中的一项,source是一个集合,如果集合中的类型与type指定的类型不同则导致强制转化
  2. 第二行的解释:一个查询表达式中可以有0个或多个join子句,这里的source可以不等于第一句中的source,expr可以是一个表达式[into subGroup] subGroup是一个中间变量,它继承自IGrouping,代表一个分组,也就是说“一对多”里的“多”,可以通过这个变量得到这一组包含的对象个数,以及这一组对象的键,比如:
    from c in db.Customers
 join o in db.Orders on c.CustomerID
 equals o.CustomerID into orders
 select new
 {
    c.ContactName,
    OrderCount = orders.Count()
 };
  1. 第三行的解释:一个查询表达式中可以有1个或多个from子句,一个查询表达式中可以有0个或多个let子句,let子句可以创建一个临时变量,比如:
     from u in users
 let number = Int32.Parse(u.Username.Substring(u.Username.Length - 1))
 where u.ID < 9 && number % 2 == 0
 select u

一个查询表达式中可以有0个或多个where子句,where子句可以指定查询条件

  1. 第四行的解释:一个查询表达式可以有0个或多个排序方式,每个排序方式以逗号分割
  2. 第五行的解释:一个查询表达式必须以select或者group by结束,select后跟要检索的内容,group by 是对检索的内容进行分组,比如:
     from p in db.Products
   group p by p.CategoryID into g  
 select new {  g.Key, NumProducts = g.Count()}; 
  1. 第六行的解释:最后一个into子句起到的作用是将前面语句的结果作为后面语句操作的数据源,比如:
     from p in db.Employees
  select new
  {
      LastName = p.LastName,
      TitleOfCourtesy = p.TitleOfCourtesy
  } into EmployeesList
  orderby EmployeesList.TitleOfCourtesy ascending
  select EmployeesList;

转载自:http://www.cnblogs.com/liulun/archive/2013/02/26/2909985.html

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