【LINQ技术】扩展特性和LINQ操作符
LINQ特有的编程结构
LINQ就像是嵌入到C#中的强类型查询语言,尽管和SQL查询很像,但语法却并不相同,甚至还有截然相反的一面。
LINQ是在.NET发展到3.5版的时候被引进的,C#和VB语言都为此做了许多工作,扩展了大量新的编程结构。
一、隐式类型本地变量
var——一个如此小巧的关键字却有着强大的力量。
var varInt=1;
var varBool=True;
var varString="String, String, String";Console.WriteLine("varInt is a: {0}",varInt.GetType().Name);
Console.WriteLine("varBool is a: {0}",varBool.GetType().Name);
Console.WriteLine("varString is a: {0}",varString.GetType().Name);
上面的代码会很神奇的自动显示出它们各自的类型。
var的限制:
1.var不能用于字段数据
2.var不能用于返回值或参数类型
3.必须在声明时分配值,且值不为NULL
但var可以这样:
var alarmClock=new AlarmClock();
alarmClock=null;
var varInt=1;
var varInt2=varInt;bool varBool=True;
var varBool2=varBool;
static int Alarm()
{var alarm="09:20";return alarm;
}
隐式类型数据是强类型数据。类型推断延续了C#语言的强类型特性,并且只会在编译时影响变量的声明。之后,该数据点被视为它声明的类型。为该变量分配不同的类型将导致编译时错误。
// 编译器知道“s”是一个string类型
var s="This is a string.";
s="Funny...";// 因此可以调用string的所有成员
string bigS=s.ToUpper();// 但不能将非string类型的数据分配给s
s=True;
var为LINQ而生
LINQ技术使用的是查询表达式,它可以根据表达式本身的格式产生动态创建的结果集。但有时在某些情况下根本无法显示定义查询的访问类型,这时隐式类型就会发挥作用了。
二、对象和集合初始化语法
在扩展这个新的特性之前,我们要创建一个对象并给其属性初始化会是这样:
var rect = new Rect();
rect.Height=100;
rect.Width=200;
但是支持C# 3.0加入了这个新特性,代码就成了这样:
var rect = new Rect(){Height=100,Width=200};
如果有构造函数的话还可以在括号内传入参数呢,就像这样:
var rect = new Rect("bigRect"){Height=100,Width=200};
如果对于集合,那就优势就更加明显了。
List<Alarm> alarmList = new List<Alarm>
{new Alarm { Name = "todayAlarm", Description=new Desc{ Time="07:20",Location="Home"}},new Alarm { Name = "tomorrowAlarm", Description=new Desc{
Time="08:40",Location="Company"}},new Alarm { Name = "nextYearAlarm", Description=new Desc{
Time="18:40",Location="Shanghai"}},
};
将对象/集合初始化语法和隐式类型本地变量相结合就可以声明匿名类型。
三、匿名类型
通过这个特性可以快速建立数据的“结构”,编译器将根据名称/值对的集合在编译时生成的类。该类型是基于值的语义构建的,因此System.Object中的每个虚方法都要重写。要定义一个匿名类型,可以声明一个隐式类型变量,并使用对象初始化语法指定数据的结构。
var alarm=new
{currentTime=DateTime.Now,alarm=new {Name="todayAlarm",Location="Shanghai",Time="18:20"},
};
四、扩展方法
通过面向对象的继承机制,我们可以给一个类添加新的方法等,但这不是唯一的方法。
C#的扩展方法不用子类就能向已知类型中添加新的功能,当然了,它还可以向不能有子类的密封类和结构中添加新的功能。但是需要注意的是:
1.在写扩展方法时,第一个参数必须使用this限定符,用来表示被扩展的类型
2.第一个参数不能有ref或者out的修饰符
3.第一参数还不能是指针类型
2.扩展方法只能存在于静态类中,并且必须使用static关键字将方法声明为静态的
而且使用扩展方法并不会影响性能,因为这些都是编译器需要做的,而通过继承则需要影响性能。
五、Lambda表达式
Lambda表达式可算是Lisp语言的核心了,如果想要了解该语言可以访问我的其他博客。C#添加了这个特性可谓是有了质的提升。
Lambda大大简化了.NET委托的使用,减少了需要手工输入的代码。
List<int> list=new List<int>();
list.AddRange(new int[]{10,21,4,8,3,59});List<int> list2=list.FindAll(i=>(i%2)==1);Console.WriteLine("Here are your odd numbers:");
foreach(int n in list2)
{Console.Write("{0}\t",n);
}
C# LINQ查询操作符是调用System.Linq.Enumerable类中方法的简便方式,这些方法通常都使用委托作为参数,用来处理数据生成正确的结果集。
LINQ的用途
1.数据
作为软件开发者,编程的绝大部分时间中都在操作着数据。数据有哪些来源?我们可能会从用户输入中得到数据,也可能从配置文件中得到数据,还可能从网络中得到数据,甚至可能从WCF服务返回的内存中得到数据。但是在操作特定的数据时,我们往往会使用不同的API。
数据 | 操作数据的方式 |
---|---|
关系数据 | System.Data.dll和System.Data.SqlClient.dll等 |
XML文档数据 | System.Xml.dll |
元数据表 | System.Reflection命名空间 |
对象集合 | System.Array和System.Collections/System.Collections.Generic |
我们可以使用ADO.NET、XML命名空间、Reflection(反射)服务还有各种对于集合的操作。但就这些API本身而言,它们都是独立的个体。而LINQ API则倾向于提供一个同一且对称的方式,以便我们能够在广义的数据上得到和操作“数据”。通过使用LINQ,我们便可以直接创建被称为查询表达式(query expression)的实体。这些查询表达式是基于许多查询操作符(query operator)的,而且有意设计为类似SQL表达式。
而根据LINQ查询的应用场景,可以分为以下5个部分:
LINQ to Object: 针对数组和集合使用的LINQ查询
LINQ to XML: 使用LINQ来操纵和查询XML文档
LINQ to DataSet: 针对ADO.NET DataSet对象使用的LINQ查询
LINQ to Entity: 对ADO.NET Entity Framework (EF)API使用的LINQ查询
Parallel LINQ (PLINQ): 并行处理LINQ查询返回的结果
2.LINQ表达式是强类型的
和传统的SQL语句不同,LINQ查询表达式是强类型的,所以我们必须保证这些表达式在语法上都是合理的。因此我们要充分利用Visual Studio这个IDE的智能感知、自动感知等有用的功能。
LINQ操作数组
通过下面这个示例,我们可以将数组中的int数值取出奇数并排序。
static void Main(string[] args)
{LINQDemo();
}static void LINQDemo()
{int[] array = { 8, 30, 13, 35, 89, 31, 83, 58, 32, 76 };IEnumerable<int> subset = from a in arraywhere a % 2 == 1orderby aselect a;foreach(int i in subset){Console.Write("Item: {0}\n", i);}
}
最后获得的结果的集合是由一个实现了IEnumerable< T >泛型版本的对象来表示的。前面我们介绍了var,这里可以用吗?当然可以。
var subset = from a in arraywhere a % 2 == 1orderby aselect a;
如果使用var的话,那么在foreach中也需要将int改为var。一般来说,最好在获取LINQ查询结果时都使用隐式类型,但在绝大多是情况下,真正的返回值是实现了IEnumerable< T >接口的类型。
延迟执行和立即执行
在迭代内容之前,LINQ查询表达式并不会真正进行计算。这就叫“延迟执行”,它能够让相同的容器执行多次相同的LINQ查询,而始终获得最新的结果。
static void LINQDemo()
{int[] array = { 8, 30, 13, 35, 89, 31, 83, 58, 32, 76 };var subset = from a in arraywhere a % 2 == 1orderby aselect a;foreach(var i in subset){Console.Write("Item: {0}\n", i);}Console.WriteLine();array[0]=71;foreach(var i in subset){Console.Write("Item: {0}\n", i);}Console.WriteLine();
}
这样一来在第二次的输出中就会在数组的头部添加一个71。
这里就是在foreach中运算的LINQ表达式,但如果希望在foreach之前就运算呢?可以调用Enumerable类型定义的许多扩展方法。它定义了ToArray< T >()、ToList< T >()和ToDictionary
static void LINQDemo()
{int[] array = { 8, 30, 13, 35, 89, 31, 83, 58, 32, 76 };int[] subsetInt = (from a in arraywhere a % 2 == 1orderby aselect a).ToArray<int>();List<int> subsetList = (from a in arraywhere a % 2 == 1orderby aselect a).ToList<int>();
}
记得将整个LINQ表达式用圆括号括起来,这样就能将它强制转换为正确的实际类型来调用Enumerable的扩展方法。
C#编译器不得不说真的很强大,它能够准确的检测泛型项的类型参数,我们不需要指定类型参数。因此也可以像下面这样:
int[] subsetInt = (from a in arraywhere a % 2 == 1orderby aselect a).ToArray();
立即执行的好处会体现在当要对外部调用者返回LINQ查询时。
LINQ 查询操作符
查询操作符 | 含义 |
---|---|
from、in | 用于定义任何LINQ表达式的主干,允许从合适的容器中提取数据子集 |
where | 用于定义从一个容器里取出哪些项的限制条件 |
select | 用于从容器中选择一个序列 |
join、on、equals、into | 基于指定的键来做关联操作,但这些“关联”不必与关系数据库的数据有什么关系 |
orderby、ascending、descending | 允许结果子集按升序或降序排序 |
group、by | 用特定的值来对数据分组后得到一个子集 |
1.获取数据子集
使用where操作符可以从数据容器里得到特定的子集,where后应该是运算结果为布尔值的表达式。当然了,对于&& 和 || 这些操作也都是可以得。
2.投影新的数据类型
如果想要传入的Alarm[]类型的alarm集合中得到一个只有时间和名字的结果集,可以定义一个select语句,动态生成一个新的匿名类型。
static void GetNameAndTime(Alarm[] alarm)
{var alarmSubset=from a in alarm select new {a.Name,a.Time};foreach (var i in alarmSubset){Console.WriteLine(i.ToString());}
}
因为在使用投影的LINQ查询时,我们无法知道实际的数据类型,因为它是在编译时决定的,所以就必须使用var关键字。因此也就无法在创建方法时返回隐式类型。
但如果需要返回这些数据呢,难道就没有办法吗?可以用前面介绍的ToArray()扩展方法将查询结果转换为.NET System.Array对象。
static Array GetAlarmProp(Alarm[] alarm)
{ var alarmSubset=from a in alarm select new {a.Name,a.Time};return alarmSubset.ToArray();
}
最后我们可以在Main()中如下调用和处理数据:
Array al=GetAlarmProp(alarm);
foreach( object o in al)
{Console.WriteLine(0);
}
3.获取数据集中的个数
在投影一批新的数据时,比如在1000个Computer中获取所有的Windows操作系统的,那么如果知道它们的总数呢?
int pc=(from c in computer where c.operation="Windows" select c).Count();
4.反转结果集
想要将最终的结果进行反转,可以通过Enumerable类中的扩展方法Reverse< T >()对结果集中的项进行反转。
static void GetNameAndTime(Alarm[] alarm)
{var alarmSubset=from a in alarm select new {a.Name,a.Time};foreach (var i in alarmSubset.Reverse()){Console.WriteLine(i.ToString());}
}
5.对表达式进行排序
在前面我们曾使用orderby对获取到的奇数进行排序,那么为什么直接用“orderby a”就可以排序呢?很简单,因为默认是正序……对于字符串是按字母顺序,对数字就是从小到大。如果要使用逆序可以使用“orderby a descending”,正序是默认的,不过也可以加上ascending。
6.维恩图工具
Enumerable类提供了一些扩展方法,可以对两个(或多个)LINQ查询的数据进行合并(union)、比较(difference)、连接(concatenation)和交叉(intersection)。比如:
List<string> myMoney=new List<string>{"1元","2元","5元","10元"};
List<string> yourMoney=new List<string>{"10元","20元","50元","100元"};var ourMoney=(from m in myMoney select m).Union(from y in yourMoney select y);
这样一来,我们的前就合并了哈……
7.移除重复
移除重复就像前面的反转一样:
foreach (var i in alarmSubset.Reverse()){Console.WriteLine(i.ToString());}
foreach (var i in alarmSubset.Distinct()){Console.WriteLine(i.ToString());}
8.聚合操作
前面的Count()就是聚合中的一个例子,此外还有Average()、Max()、Min()、Sum()等等。
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