LINQ入門（中篇）

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到現(xiàn)在為止你還未觸碰LINQ，那進(jìn)來吧 —— LINQ入門（中篇）
前 言
　　在上篇中簡單的分享了LINQ的基礎(chǔ)概念及基礎(chǔ)語法，如果沒有閱讀過上篇的朋友可以點(diǎn)擊這里。感謝大家的支持，本篇我們將更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)LINQ的一些相關(guān)特性及應(yīng)用方法。廢話不多說，請往下閱讀吧。
延遲加載
　　在上篇中簡單的和大家提到了LINQ具有一個很有意思的特性那就是“延遲加載”（或“延遲計算”），什么是延遲加載呢？先看來自官方的描述：延遲執(zhí)行意味著表達(dá)式的計算延遲，直到真正需要它的實(shí)現(xiàn)值為止。是不是覺得有點(diǎn)生澀難理解呢？按照我個人的理解通俗的講就是，每當(dāng)我們編寫好一段LINQ表達(dá)式時，此時這個表達(dá)式所代表的序列變量僅僅只是一個代理，編譯器在執(zhí)行編譯時根本就不鳥這段代碼，檢查完語法正確性后直接跳過，直到代碼在編譯器動態(tài)運(yùn)行序列變量在其他代碼塊被調(diào)用時，它所代理的linq表達(dá)式才會執(zhí)行。啊~~看到這里你是不是要暈了，到底要怎么理解啊，無廢話上代碼：

1 // 已知一個序列
 2 var array = new int[] {1, 2, 3};
 3 
 4 // 編寫一段LINQ表達(dá)式獲得一個序列變量query
 5 // 注意，這個變量僅僅是一個代理，在執(zhí)行編譯的時候，編譯器檢查完
 6 // 該代碼的正確性后直接跳過，不再理會
 7 var query = from arr in array
 8             where arr > 1
 9             select arr;
10 
11 // 調(diào)用上述序列變量query，此時上述的LINQ表達(dá)才會執(zhí)行。注意此時已是在
12 // 編譯器Runtime 的情況下執(zhí)行
13 foreach(var q in query)
14     Console.WriteLine(q.ToString());

如果你覺得上述例子不能讓你有個深刻的理解，那么請看來自MSDN的例子

1 public static class LocalExtensions
 2 {
 3     public static IEnumerable<string>
 4       ConvertCollectionToUpperCase(this IEnumerable<string> source)
 5     {
 6         foreach (string str in source)
 7         {
 8             Console.WriteLine("ToUpper: source {0}", str);
 9             yield return str.ToUpper();
10         }
11     }
12 }
13 
14 class Program
15 {
16     static void Main(string[] args)
17     {
18         string[] stringArray = { "abc", "def", "ghi" };
19         // 這里方法 ConvertCollectionToUpperCase 是不會在編譯時進(jìn)行調(diào)用核查的，直到下面的foreach調(diào)用變量 q 此方法才會執(zhí)行
20         var q = from str in stringArray.ConvertCollectionToUpperCase()
21                 select str;
22 
23         foreach (string str in q)
24             Console.WriteLine("Main: str {0}", str);
25     }
   }

注意，ConvertCollectionToUpperCase 是一個靜態(tài)擴(kuò)展方法，后續(xù)講解，如果你對.net 2.0 的 yeild 不熟悉的網(wǎng)上查閱吧，這里就不做介紹了。

// 輸出結(jié)果
// ToUpper: source abc
// Main: str ABC
// ToUpper: source def
// Main: str DEF
// ToUpper: source ghi
// Main: str GHI

　　小結(jié)，延遲加載有好也有壞，由于是在Runtime的情況下執(zhí)行序列，所以就容易造成未知異常，斷點(diǎn)打錯等等，所以編碼LINQ是一定要考慮到它的這個特性。
lambda 表達(dá)式
　　了解完延遲加載后，那么現(xiàn)在我們需要簡單的學(xué)習(xí)一下.net 3.5 給我們帶來的新特性lambda表達(dá)式，在上篇的評論中，有園友問lambda和linq有什么關(guān)系，在這里其實(shí)他們沒有任何關(guān)系，是完全不同的東西，但是我們?yōu)槭裁匆莆账兀恳驗樵诤罄m(xù)的學(xué)習(xí)中會使用大量的lambda表達(dá)，他可以使我們的代碼更優(yōu)雅更有可讀性，大大提高了我們的編碼效率。
　　那么在學(xué)習(xí)lambda之前，先來回顧一下.net 2.0給我們帶來的委托 delegate ，這個你一定不會感到陌生吧，而且一定會常用他。對于委托這里就不做詳細(xì)的介紹了，要復(fù)習(xí)委托的在網(wǎng)上查閱吧。通過委托，我們可以得到一個東西“匿名方法”。咦，是不是覺得很眼熟，呵呵，用代碼來加深回憶吧

public delegate void SomeDelegate1;
public delegate void SomeDelegate2(arg 1, arg 2);

// 匿名方法
SomeDelegate1 del1 += delegate() {...};
SomeDelegate2 del2 += delegate(arg1, arg2) {...}

上面的代碼中我們看到在.net 2.0時代，我們可以通過delegate創(chuàng)建匿名方法，提高編碼的靈活性，那么lambda和這個有什么關(guān)系呢，lambda對匿名方法進(jìn)行了升華?？创a：

public delegate void SomeDelegate1;
public delegate void SomeDelegate2(arg 1, arg 2);

// 匿名方法
SomeDelegate1 del1 += () => {...};
SomeDelegate2 del2 += (arg1, arg2) => {...}

呵呵，是不是覺得有點(diǎn)不可思議呢，言歸正傳什么是lambda表達(dá)式呢，來自官方的定義：“Lambda 表達(dá)式”是一個匿名函數(shù)，它可以包含表達(dá)式和語句，并且可用于創(chuàng)建委托或表達(dá)式樹類型。所有 Lambda 表達(dá)式都使用 Lambda 運(yùn)算符 =>，該運(yùn)算符讀為“goes to”。 該 Lambda 運(yùn)算符的左邊是輸入?yún)?shù)（如果有），右邊包含表達(dá)式或語句塊。 Lambda 表達(dá)式 x => x x 讀作“x goes to x times x”。在定義里提到了表達(dá)式樹，這是高階晉級的話題，這里就不做討論了，我們先把精力放在入門與實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用上。
常規(guī)的lambda表達(dá)式如下：
(parameters) => {expression}
當(dāng)指定的委托類型沒有參數(shù)是表達(dá)式可以如下
() => {expression} 例：() => {/執(zhí)行某些方法*/}
如果表達(dá)右側(cè)花括號里只有一個表達(dá)例如一元表達(dá)式，二元表達(dá)式等等，又或者是一個方法時那么花括號可以省略如下：
(x) => x; // 最簡表達(dá)式

(x, y) => x == y;

() => SomeMethod();
注意，如果右側(cè)的表達(dá)式存在花括號"{}"，而且委托是具有返回類型的，那么表達(dá)式必須帶上 return 關(guān)鍵字，如下：
(x, y) => {return x == y;};
到此我們已對lambad 表達(dá)式有了一定的掌握與了解。那么我們擴(kuò)展一下，在.net 3.5中，ms 給我們提供了兩個泛型委托 分別是 Fun<T> 和 Action <T> 他們可以幫助我們省去了返回創(chuàng)建常用委托的麻煩，提高編碼效率。
共同點(diǎn)：它們至多提供委托傳遞6個參數(shù)（任意類型）；
不同點(diǎn)：Fun 要求必須具有返回類型，而Action則必須不返回類型，規(guī)定返回 void
示例：
Fun<int, int, bool> fun = (a, b) => a==b;

Action<string> action = (p) => Console.Write(p);
小結(jié)，lambda 對我個人而言是個又愛又恨啊，不過愛多一點(diǎn)，它使我們寫更少的代碼做更多的事，但是在調(diào)試時一旦修改表達(dá)式內(nèi)容，那么當(dāng)前調(diào)試要么停止，要么重新開始，ms要是在這方面做得更完美些就好啦。不過它也間接提醒我們要有好的編碼設(shè)計思維。
靜態(tài)擴(kuò)展方法
　　說完lambda，那么我們就進(jìn)一步了解一下.net 3.5的另一個新特性“靜態(tài)擴(kuò)展方法”，什么是靜態(tài)擴(kuò)展方法呢，官方定義：擴(kuò)展方法使您能夠向現(xiàn)有類型“添加”方法，而無需創(chuàng)建新的派生類型、重新編譯或以其他方式修改原始類型。 擴(kuò)展方法是一種特殊的靜態(tài)方法，但可以像擴(kuò)展類型上的實(shí)例方法一樣進(jìn)行調(diào)用。簡單的說就是我們可以向一個已知的類型在不通過繼承，復(fù)寫等操作的情況下添加一個方法，以便類型的實(shí)例可以直接使用該方法。示例如下：

static class A
{
    // 這里的p1,p2 僅作為示例，實(shí)際中我們不一定需要
    public static int ExtendMethod1(this string input,string p1, string p2)
    {
         return int.Parse(input + p1 + p2);
    }

     // 泛型方法
     public static TOutput, ExtendMethod2<TOutput>(this object obj);
     {
           return (TOutput)obj;
     }
}

class B
{
　　void Main()
   {
      var a = "1";
      var result = a.ExtendMethod1("2","3");
      // result：123
   }
}

注意,方法的 static 是必須的，而且需在靜態(tài)類里。第一個參數(shù) this 是必須的，緊跟著 this 后面的需要擴(kuò)展的類型實(shí)例參數(shù)，也是必須的。至于后面的方法調(diào)用傳遞參數(shù)就因個人所需了。
　　既然我們學(xué)習(xí)了靜態(tài)擴(kuò)展方法，那么它和LINQ又有什么關(guān)系呢？在System.Linq的命名空間中提供了大量的靜態(tài)擴(kuò)展方法，這些靜態(tài)方法本身就對linq表達(dá)式的封裝，這樣我們就可以省去了編寫簡單的linq表達(dá)式的步驟。如下：

var array = new int[]{1,2,3,4,5};

var query1 = from arr in array
             select arr;

var query2 = array.Select(e => e);

上面的示例中 query1 和 query2 是等價的，通過 query2 我們是不是又可以偷懶了很多，呵呵。
再來點(diǎn)帶where的

var array = new int[]{1,2,3,4,5};

var query1 = from arr in array
             where arr > 2
             select arr;

var query2 = array.Where(e => e > 2);

再來一個復(fù)合型的
var array = new int[]{1,2,3,4,5};

var max = (from arr in array.Where(e => e > 2)
           select arr).Max();

是不是覺得很cool。由于篇幅的關(guān)系在這里就不逐一的去接受這些靜態(tài)方法了，下面是一些常用的靜態(tài)方法列表，感興趣的去MSDN查閱詳細(xì)吧。
Aggregate , All , Any , AsEnumerable , Average , Cast , Concat , Contains, Count, DefaultIfEmpty , Distinct , ElementAt, ElementAtOrDefault ,Empty , Except , First, FirstOrDefault , GroupBy , GroupJoin , Intersect , Join , Last , LastOrDefault , LongCount , Max , Min , OfType ,OrderBy ,OrderByDescending , Range , Repeat , Reverse , Select , SelectMany , SequenceEqual , Single , SingleOrDefault , Skip , SkipWhile , Sum ,Take, TakeWhile , ThenBy , ThenByDescending , ToArray , ToDictionary , ToList, ToLookup, Union，Where
Cast<T> 和 OfType<T> 靜態(tài)擴(kuò)展方法
　　在最后我們還是要注意兩個常用的靜態(tài)方法Cast<T>, OfType<T> 。它們的共同點(diǎn)是都能把非IEnumerable<T> 類型的集合轉(zhuǎn)換成IEnumerable<T>類型，然后再
進(jìn)行LINQ操作，如下

var dt = new DataTable();
dt.Columsn.Add("A", typeof(int));

var newRow1 = dt.NewRow();
newRow1["A"] = 1;

var newRow2 = dt.NewRow();
newRow2["A"] = 2;

dt.Rows.Add(newRow1);
dt.Rows.Add(newRow2);

var query1 = dt.Rows.Cast<DataRow>().Select(e=>(int)e["A"]);
var query2 = dt.Rows.OfType<DataRow>().Select(e=>(int)e["A"]);

這樣我們就可以得到看上去兩個相同的序列，在這里要注意：MSDN上的說明存在誤導(dǎo)，MSDN對于OfType<T>的解釋存在偏差，實(shí)際上經(jīng)本人反復(fù)敲代碼驗證，得到的結(jié)論是，Cast對序列進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，一旦轉(zhuǎn)換不成功則拋出異常。OfType則是一旦轉(zhuǎn)換不成功，則不會拋出異常，但是將會得到一個空序列。見下面代碼：

var arr1 = new string[] { "1","2","test" };
var arr2 = arr1.Cast<int>();
var arr3 = arr1.OfType<int>();

//通過Cast轉(zhuǎn)換，則會拋出異常
foreach (var i in arr2)
     Console.WriteLine(i.ToString());

//通過OfType轉(zhuǎn)換，有異常但是不會拋出并得到一個空序列
foreach (var i in arr3)
      Console.WriteLine(i.ToString());

Console.Read();

總 結(jié)
　　本文到此，我們已對LINQ涉及的應(yīng)用有了進(jìn)一步的了解。學(xué)習(xí)什么是linq的延遲加載，lambda和linq是否有曖昧關(guān)系。以及靜態(tài)擴(kuò)展方法對linq的輔助作用。也許你會問既然可以用靜態(tài)擴(kuò)展方法替代編寫linq，那么二者怎么擇取呢，據(jù)磚家叫獸提議我們應(yīng)該先以linq命名空間下的靜態(tài)擴(kuò)展方法為主，實(shí)在是很復(fù)雜的linq表達(dá)式，我們再考慮使用linq本身的表達(dá)式編寫。后續(xù)我們將分享學(xué)習(xí)LINQ更貼近實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的知識，linq to dataset, linq to xml, linq to sql, linq to entities.
　　感謝您的閱讀，如果有說得不對的地方請指正。

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