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[深入学习C#]LINQ查询表达式详解(1)——基本语法、使用扩展方法和Lambda表达式简化LINQ查询

發布時間：2025/3/11 C# 25 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 [深入学习C#]LINQ查询表达式详解(1)——基本语法、使用扩展方法和Lambda表达式简化LINQ查询小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

此文章非原創,轉載自詩人江湖老,原文地址

　　在Git上下載源碼
　　在工程中我們少不了要定義類或者結構去儲存數據，這些數據將被臨時地儲存在內存中，現在我們想要對其完成一些類似于查找、過濾等等常見的任務的時候，我們該如何去做呢？
　　我們可以自己寫代碼去對集合中的每個對象進行遍歷，檢查變量的每個字段看其是否滿足條件。這樣的故事已經發生太多次了，微軟怎么可能容忍在C#里發生如此弱智的事情呢？于是，C#的設計者決定在C#中集成查詢的語法，以最大限度地減少程序員書寫類似代碼的情況。
　　這也就是我們說的LINQ(Language Intergated Query)也就是語言集成查詢，我們可以使用同樣的語法訪問不同的數據源。

為什么要使用LINQ？

　　幾乎所有的應用程序都需要對數據進行處理，大部分的程序都通過自定義的邏輯來完成這些操作。這樣做的弊端之意就是，代碼邏輯將會跟它處理的數據的結構緊密耦合在一起，如果數據結構發生了改變，也許將會帶來海量的代碼改動。
　　為了解決這個問題，C#將這些處理數據的代碼都抽象出來，提供給了廣大開發者。這就是LINQ。
　　LINQ的語法類似于關系和分層查詢語言(SQL和XQuery)，我們可以在不更改查詢代碼的情況下對數據結構進行更改。LINQ比之SQL要更加靈活，可以處理更廣泛的邏輯數據結構。當然，這些數據結構都需要實現了IEnumerable或者IEnumerable< T >接口，才可以進行LINQ查詢。

LINQ查詢表達式語法詳解

表達式基礎語法

　　LINQ查詢表達式以from子句開始，以select或者group子句結束。在這兩個子句之間可以跟零個或者多個from、let、where、join或者orderby子句。
　　每個from子句都是一個生成器，該生成器將引入一個包括序列(Sequence)的元素的范圍變量(range variable)。每個let子句都會引入一個范圍變量，以表示通過前一個范圍變量計算的值。每個where子句都是一個篩選器，用于從結果中排除項。每個join子句都將指定的源序列鍵與其他序列的鍵進行比較，以產生匹配對。每個orderby子句都會根據指定的條件對各項進行重新排序。而最后的select或者group子句根據范圍變量來指定結果的表現形式。最后可以使用into子句來連接查詢，將某一查詢結果的視為后續查詢的生成器。

標準查詢操作符

　　在了解LINQ查詢表達式之前，怎么能不了解下它的查詢操作符呢？下面列表列出了LINQ定義的標準查詢操作符。

表1:LINQ標準查詢操作符

標準查詢操作符說明

where OfType<TResult>	篩選操作符定義了返回元素的條件。在Where查詢操作符中，可以使用謂詞，例如Lambda表達式定義的謂詞，來返回布爾值。OfType<TResult>根據類型篩選元素，只返回TResult的類型元素
Select 和SelectMany	投射操作符用于把對象轉換為另一個類型的新對象。Select和SelectMany定義了根據選擇器函數選擇結果值的投射。
OrderBy、ThenBy 、OrderByDescending 、ThenByDescending 、Reverse	排序操作符改變所返回的元素的順序。OrderBy按升序排列，OrderByDescending按降序排列。如果第一次排序結果很類似，就可以使用ThenBy和ThenByDescending操作符進行第二次排序。Reverse反轉集合中的元素順序。
GroupBy、ToLookUp	組合運算符把數據放在組里面。GroupBy操作符組合有公共鍵的元素。ToLookUp通過創建一個一對多的字典，來組合元素。
Join、GroupJoin	鏈接運算符用于合并不直接相關的集合。使用Join操作符，可以根絕鍵選擇器函數連接兩個集合，這類似于SQL中的Join。GroupJoin操作符連接兩個集合，組合其結果。
Any、All、Contains	如果元素序列滿足指定的條件，兩次操作符就返回布爾值。Any、ALll和Contains都是限定符操作符。Any確定集合中是否有確定滿足謂詞函數的元素。ALll確定集合中的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。這些操作符都返回一個布爾值。
Take、Skip、TakeWhile、SkipWhile	分區操作符返回集合的一個子集，Take、Skip、TakeWhile、SkipWhile都是分區操作符。使用它們可以得到部分結果，使用Take必須指定要從集合中提取的元素個數；Skip跳過指定個數的元素，提取其它元素；TakeWhile提取條件為真的元素。
Distinct、Union、Intersect、Except、Zip	Set操作符返回一個集合。Distinct從集合中刪除重復的元素，除了Distinct之外，其它的Set操作符都需要兩個集合。Union返回出現在其中一個集合中的唯一元素。Intersect返回兩個集合中都有的元素。Except返回值出現在一個集合中的元素。Zip是.NET 4新增的，它把兩個集合合并為一個。
First、FirstOrDefault、Last、LastOrDefault、ElementAt、ElementAtOrDefault、Single、SingleOrDefault	這些元素操作符僅返回一個元素。First返回第一個滿足條件的元素。FirstOrDefault類似于First，單如果沒有找到滿足條件的元素，就返回類型的默認值。Last返回最后一個滿足條件的元素。ElementAt指定了要返回的元素的位置。Single只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。
Count、Sum、Min、Max、Average、Aggregate	聚合操作符計算集合的一個值。利用這些聚合操作符，可以計算所有值的總和、所有元素的個數、值最大和最小的元素，以及平均值等等。
ToArray、ToEnumerable、ToList、ToDictionary、Cast<TRsult>	這些轉換操作符將集合轉換為數組：IEnumerable、IList、IDictionary等。
Empty、Range、Repeat	這些生成操作符返回一個心機和。使用Empty時集合是空的；Range返回一系列數字；Repeat返回一個始終重復一個值的集合。

設置案例背景

　　假設我們有4個類，Customer，Order，Detail，Product，它們的定義如下：

Customer類字段字段類型

CustomerID	int
Country	string
Name	string
City	string
Orders	List<Order>

Order類字段字段類型

OrderID	int
CustomerID	int
Total	int
OrderDate	DateTime
Details	List<Detail>

Detail類字段字段類型

DetailID	int
OrderID	int
UnitPrice	double
Quantity	double
ProductID	int

Product類字段字段類型

ProductID	int
ProductName	string

　　假設現在它們各自有一個List集合，分別為Customers，Orders，Details，Products。我們在這基礎之上來一步步闡述LINQ查詢表達式。
　　customers數據：

CustomerIDCityCountryNameOrders

0	北京	中國	小米	orders.FindAll(c => c.CustomerID == 0)
1	首爾	韓國	三星	orders.FindAll(c => c.CustomerID == 1)
2	加州	美國	蘋果	orders.FindAll(c => c.CustomerID == 2)
3	臺北	中國	HTC	orders.FindAll(c => c.CustomerID == 3)
4	珠海	中國	魅族	orders.FindAll(c => c.CustomerID == 4)
5	北京	中國	華為	orders.FindAll(c => c.CustomerID == 5)
6	上海	中國	索尼	orders.FindAll(c => c.CustomerID == 6)
7	北京	中國	聯想	orders.FindAll(c => c.CustomerID == 7)
8	上海	中國	諾基亞	orders.FindAll(c => c.CustomerID == 8)

　　
　　orders數據：

OrderIDCustomerIDOrderDateDetails

0	0	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 0)
1	0	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 1)
2	1	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 2)
3	1	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 3)
4	2	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 4)
5	2	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 5)
6	3	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 6)
7	3	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 7)
8	4	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 8)
9	5	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 9)
10	6	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 10)
11	6	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 11)
12	7	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 12)
13	7	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 13)
14	8	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 14)
15	8	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 15)
16	8	DateTime.Now	details.FindAll(d => d.OrderID == 16)

　　
　　details數據：

DetailIDOrderIDProductIDQuantityUnitPrice

0	0	0	1000	10
1	1	1	2134	8
2	2	1	1236	9
3	3	0	754	7
4	4	2	2354	12
5	5	0	6985	13
6	6	2	4213	10
7	7	3	1977	10
8	8	2	287	6
9	9	5	9778	12
10	10	4	854	11
11	11	2	756	10
12	12	3	1000	9
13	13	1	786	8
14	14	3	346	7
15	15	2	576	6
16	16	0	782	10

　　
　　products數據：

ProductIDProductName

0	samsung
1	nokia
2	apple
3	xiaomi
4	huawei
5	lenovo

Demo查詢表達式

條件篩選

　　使用where子句，可以按照一個或者多個條件篩選集合，where子句的表達式的結果類型應該是布爾類型。
　　篩選在北京且名稱以‘小’開頭的顧客。

var query = from c in customerswhere c.City == "北京" && c.Name.StartsWith("小")select c; foreach (Customer item in query) {Console.WriteLine(item.Name + "\t\t" + item.City); } Console.ReadKey();

　　該LINQ查詢會返回在北京而且名字以“小”開頭的Customer集合。
　　輸出結果：
　　
　　

復合from子句篩選

　　當需要根絕對象的一個成員進行篩選，而該成員本身是一個集合或者列表，就可以使用復合的from子句。
　　篩選訂單數量大于800的信息。

var query = from c in customersfrom o in c.Ordersfrom d in o.Detailswhere d.Quantity > 800select new { Name = c.Name, Total = d.UnitPrice * d.Quantity };foreach (var item in query) {Console.WriteLine(item.Name + "\t\t" + item.Total); } Console.ReadKey();

　　輸出結果：
　　
　　

排序

　　要對序列排序，需要使用orderby子句。
　　按照城市、顧客ID進行排序。　

var query = from c in customersfrom o in c.Ordersorderby c.City, o.CustomerIDselect new { Name = c.Name, City = c.City, OrderID = o.OrderID };foreach (var item in query) {Console.WriteLine(item.Name + "\t\t" + item.City + "\t\t" + item.OrderID); } Console.ReadKey();

　　輸出結果：
　　
　　　　

分組

　　要根木一個關鍵值對查詢結果分組，可以使用group子句。
　　統計各個產品的訂單數量。　　

var query = from d in detailsgroup d by d.ProductID into gorderby g.Count(), g.Keyselect new { Name = g.Key, Count = g.Count() }; Console.WriteLine("ProductID"+ "\t" + "Count"); foreach (var item in query) {Console.WriteLine(item.Name + "\t\t" + item.Count); } Console.ReadKey();

　　輸出結果：
　　
　　

對嵌套的對象分組

　　如果分組的對象包含嵌套的序列，則各個改變select子句創建的匿名類型。
　　統計各個產品的訂單數量，并輸出各個訂單的訂貨數量。

　　輸出結果：
　　
　　

連接

　　使用join子句可以根據特定的條件合并兩個數據源，但之前要獲得兩個要連接的列表。
　　統計各個顧客和其訂單的信息。

　　輸出結果：
　　
　　　　

聚合操作符

　　聚合操作符（包括Count()、Sum()、Min()、Max()、Average()和Aggregate()）它們不返回一個序列，而是返回一個值。
　　Count()方法返回集合中的項數；Sum()方法匯總序列中所有數字，返回這些數字的和；Min()方法返回集合中的最小值；Max()方法返回集合中的最大值；Average()方法計算集合中的平均值；Aggregate()方法，可以傳遞一個Lambda表達式，該表達式對所有的值進行聚合。
　　這些方法的使用方式類似，都是直接對序列或者集合進行操作。下面用Sum()做一個示例：
　　統計各個顧客總共訂單的訂貨數量。

var query = from r infrom c in customersselect new{Name = c.Name,OrderCount = ( from o in c.Ordersfrom d in o.Detailsselect d.Quantity).Sum()}orderby r.OrderCountselect r;

　　輸出結果：
　　

使用擴展方法和Lambda表達式簡化LINQ查詢

什么是擴展方法

　　當方法的第一個形參包含this修飾符的時候，該方法稱為擴展方法。擴展方法只能在非泛型、非嵌套的靜態類中聲明，擴展方法的第一個形參不能帶有除this之外的其他任何修飾符，而且形參類型不能是指針類型。
　　下面的程序是一個擴展方法的示例：

public static class Extensions {public static void HelloWorld(this string str){Console.WriteLine("{0} 調用了：HellWorld",str);} }

　　現在就可以調用該方法了:

string str="Jay"; str.HelloWorld();

　　我們可以看到，控制臺中輸出了“Jay 調用了：HelloWorld”。
　　之所以這樣，是因為HelloWorld第一個參數類型為string類型，因此該方法就是string類型的擴展方法，所有的string類型變量都可以調用，而變量的內容就是傳遞給HelloWorld的參數。
　　上面的程序和下面的代碼結果一樣：

string str = "Jay"; Extensions.HelloWorld(str);

LINQ擴展方法

　　LINQ為IEnumerable<T>接口提供了各種擴展方法，以便用戶在實現了該接口的任意集合上使用LINQ查詢。表1中列出的LINQ查詢操作符，都有相應的擴展方法實現。
　　使用擴展方法可以和使用LINQ查詢表達式獲得十分類似甚至是相同的結果，當擴展方法和Lambda表達式結合的時候，會大大簡化LINQ查詢。
　　

簡化LINQ查詢

　　前面一節的條件篩選LINQ表達式可以簡化為：

var query = customers.Where(c => c.City == "北京" && c.Name.StartsWith("小")).Select(c => c);

　　
　　前面一節的條件復合from子句篩選LINQ表達式可以簡化為：

var query = customers.SelectMany(c => c.Orders, (c, o) => new { _customer = c, _order = o, _detail = o.Details }).SelectMany(a => a._detail, (a, b) => new { _var = a, Total = b.Quantity * b.UnitPrice, Quantity = b.Quantity }).Where(_nameless => _nameless.Quantity > 800).Select(_annonymous => new { Name = _annonymous._var._customer.Name, Total = _annonymous.Total });

　　
　　前面一節的排序LINQ表達式可以簡化為：

var query = customers.SelectMany(c => c.Orders, (c, o) => new { _customer = c, _order = o }).OrderBy(_var => _var._customer.City).ThenBy(_var => _var._order.CustomerID).Select(_annonymous => new { Name = _annonymous._customer.Name, City = _annonymous._customer.City, OrderID = _annonymous._order.OrderID });

　　
　　前面一節的分組LINQ表達式可以簡化為：

var query = details.GroupBy(d => d.ProductID).OrderBy(g => g.Count()).ThenBy(g => g.Key).Select(g => new { Name = g.Key, Count = g.Count() });

　　
　　前面一節的對嵌套的對象分組LINQ表達式可以簡化為：

var query = details.GroupBy(d => d.ProductID).OrderBy(g => g.Count()).ThenBy(g => g.Key).Select(_var => new { Name = _var.Key, Count = _var.Count(), Quantity = _var.OrderBy(d => d.Quantity).Select(d => d.Quantity) });

　　前面一節的連接LINQ表達式可以簡化為：

var query = customers.SelectMany(c => c.Orders, (c, o) => new { Name = c.Name, City = c.City, Details = o.Details }).SelectMany(_var => _var.Details, (_var, _detail) => new { Name = _var.Name, City = _var.City, Money = _detail.Quantity * _detail.UnitPrice, ProductID = _detail.ProductID }).Join(products, a => a.ProductID, b => b.ProductID, (a, b) => new { Name = a.Name, City = a.City, Money = a.Money, ProductName = b.ProductName });

　　
　　前面一節的聚合操作LINQ表達式可以簡化為：

var query = customers.Select(c => new { Name = c.Name, OrderCount = c.Orders.SelectMany(o => o.Details, (o, d) => new { _Quantity = d.Quantity }).Select(_var => _var._Quantity).Sum() }).OrderBy(_var => _var.OrderCount);

　　以上利用擴展方法和Lambda表達式的簡化后的LINQ查詢代碼的查詢結果，與LINQ查詢表達式結果完全一樣，證明這樣是完全可行的。
　　唯一的問題就是代碼看起來比較費解了。

LINQ查詢表達式簡化轉換原則

　　看到這里我們可能要奇怪，為什么我們能用這樣的方式來簡化LINQ查詢表達式呢？
　　關于這個問題，我們將在下一篇文章進行詳細講解。
　　歡迎大家點擊閱讀。
　　本人還是菜鳥，寫的不對的地方還請各位不吝賜教！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的[深入学习C#]LINQ查询表达式详解(1)——基本语法、使用扩展方法和Lambda表达式简化LINQ查询的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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