了解LINQ

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：

Copy   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：

Copyvar 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：

CopyCatDogPig-----------CatDogPig

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：

Copy 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：

Copyvar result= animals.MyWhere(t => t is "Cat" or "Dog").Select(t=>t.ToUpper()).ToList();result.ForEach(t =>Console.WriteLine(t));

输出结果：

CopyCATDOG

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：

Copyvar 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：

CopyCATDOG

LINQ的延迟执行：IQueryable#

首先我们来看看IQueryable的接口定义：

Copy    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

Copy    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：

Copyvar 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：

CopyExpression:System.Linq.Enumerable+WhereSelectListIterator`2[System.String,System.String]ExpressionType:System.Linq.Expressions.ConstantExpressionCATDOG---------------Expression:System.Linq.Enumerable+WhereSelectListIterator`2[System.String,System.String].Where(t => t.Contains("CAT"))ExpressionType:System.Linq.Expressions.MethodCallExpression2CAT

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

参考#

• 《C#7.0核心技术指南》

源码#

• BlogCodeSample/LinqSample at main · ZhengDaoWang/BlogCodeSample