本文內容

• 引入
• 實現 LINQ 的兩個前提
  • 擴展方法
  • λ 表達式
• LINQ
• 參考資料

本文說明 LINQ 是如何實現的，知道這點，才能更好地使用它~

如果你剛接觸 LINQ，那么可能不會那么快就理解。因為，LINQ 涉及的技術比較多，可以說它是眾多技術的集大成者，因此使用 LINQ 需要你對幾個知識點有一定認識，包括泛型委托、擴展方法、匿名函數、λ 表達式（Lambda 表達式），在此基礎上，才可能靈活運用 LINQ。這也是為什么 LINQ 在 VS 2008 才出現，而不是之前。

最好是，先學習泛型委托，再通過學習 System.Array 類提高對匿名函數和 λ 表達式的理解。

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引入

如果有一個關于一級方程式賽車冠軍 Racer 的集合 ，Racer 包括賽車手的姓名、國家、冠軍次數等屬性，要想對這個集合操作，比如檢索、排序等等，在 C# 3.0 以前，我們要想知道 Brazil 這個國家的冠軍都有誰，并且按降序排序，代碼如下所示：

IEnumerable<Racer> brazilChampions = champions.Where(

   delegate(Racer r)

   {

       return r.Country == "Brazil";

   }).OrderByDescending(

   delegate(Racer r)

   {

       return r.Wins;

   }).Select(

   delegate(Racer r)

   {

       return r;

   });

其中，champions 是冠軍集合。

注意：where、OrderByDescending、Select 函數都把委托作為函數參數，鏈式調用最后會返回一個可用 foreach 語句迭代的 IEnumerable 可枚舉對象 brazilChampions。

雖然上面代碼看上去還可以，但是，有 delegate 關鍵字、有形式參數，還不夠簡潔。是否可以沒有這些啰嗦的東西呢？估計你也想到了——λ 表達式！代碼如下所示：

IEnumerable<Racer> brazilChampions = champions.

   Where(r => r.Country == "Brazil").

   OrderByDescending(r => r.Wins).

   Select(r => r);

嗯，簡潔多了~可我們又想了，既然是查詢，那能不能像數據庫查詢那樣寫個 SQL 語句呢？比如：select * from champions t where t.country="Brazil" orderby desc 或類似形式，SQL 中有謂詞~

當然有，這就是 LINQ~

但 LINQ 不是一下冒出來的，它有個過程，這也是為什么 LINQ 在 VS 2008 才出現，而不是之前。

了解如何實現 LINQ，才能更好地使用它~

實現 LINQ 的兩個前提

要想了解 LINQ 是如何實現的，需要知道兩個必要的技術點：擴展方法和 λ 表達式。當然，還涉及到泛型委托。

擴展方法

其實，擴展方法并不陌生，我第一次注意這個用法是在 Ext.Net，它的項目里有個工具類程序集。其中的字符串工具類 StringUtils ，如判斷字符串是否為“空”，無論是 null，還是長度為 0 都返回 true，從而擴展 .Net 的字符串操作。如下所示 StringUtils 工具類的代碼片段：

public static class StringUtils

{

    /// <summary>

    /// Determine is the string is null or empty.

    /// </summary>

    /// <param name="text"></param>

    /// <returns></returns>

    public static bool IsEmpty(this string text)

    {

        return string.IsNullOrEmpty(text);

    }

    /// <summary>

    /// Determine is the string is NOT null or empty.

    /// </summary>

    /// <param name="text"></param>

    /// <returns></returns>

    public static bool IsNotEmpty(this string text)

    {

        return !text.IsEmpty();

    } 

    ……

    /// <summary>

    /// 

    /// </summary>

    /// <param name="text"></param>

    /// <param name="pattern"></param>

    /// <returns></returns>

    public static bool Test(this string text, string pattern)

    {

        return Regex.IsMatch(text, pattern);

    }

    /// <summary>

    /// 

    /// </summary>

    /// <param name="text"></param>

    /// <param name="pattern"></param>

    /// <param name="options"></param>

    /// <returns></returns>

    public static bool Test(this string text, string pattern, RegexOptions options)

    {

        return Regex.IsMatch(text, pattern, options);

    }

    ……

 }

顯然，.Net 沒有對字符串提供 IsEmpty 和 Test 方法（其實，.Net 提供了 string.IsNullOrEmpty 方法），但如果在你的程序集中定義了這個類，那么就能在你的代碼中對字符串用“.”直接調用這些方法，如 "helloworld".IsEmpty()。

注意，StringUtils 是靜態類。靜態類主要是為了共享，靜態類的成員也必須是靜態的。靜態類一般在程序加載的時候被構造。靜態類可以有構造函數，但只被調用一次。這樣，在你的代碼中就不需要實例化這個類，更重要的是，對函數參數 string 類型使用了 this 關鍵字。

因為，所有的泛型集合都繼承了 IEnumerable<T> 接口，這樣，我們自定義過濾函數 Where，對 IEnumerable<T> 用擴展方法。如下所示，泛型集合根據指定條件返回符合條件的集合：

public static IEnumerable<T> Where(this IEnumerable<T> source, Func<T, bool> PRedicate)

{

    foreach (T item in source)

    {

        if (predicate(item))

            yield return item;

    }

}

其中，函數 Where 有兩個參數：一個是帶 this 的 IEnumerable<T>，另一個是 .net 提供的只有兩個輸入參數的帶返回值的泛型委托 Func<T, TResult>。這樣，對任何泛型集合調用 Where 方法都相當于：

champions.Where(Func<T, bool> predicate)

如：

IEnumerable<Racer> brazilChampions = champions.Where(

   delegate(Racer r)

   {

       return r.Country == "Brazil";

   });

既然自定義的泛型集合 Where 方法返回了 IEnumerable<T> 類型，我們當然可以再定義一個對泛型集合的排序函數，比如叫 OrderByDescending(this IEnumerable<T> source, Func<T, int> predicate)。

因為自定義函數 Where 的返回類型，也是函數 OrderByDescending 的輸入類型，所以它們能形成一個調用鏈。

λ 表達式

C# 3.0 引入了一個新的語法——λ 表達式（Lambda 表達式）。λ 演算背后是有數學基礎的，也就是說，函數聲明，包括函數名、形參、返回類型等等都是可以沒有的，直接函數體。在對泛型集合調用上面自定義的 Where 函數時，就可以這樣寫：

IEnumerable<Racer> brazilChampions = champions.Where(r => r.Country == "Brazil");

其中，r 并沒有定義。這下代碼，簡潔多了。

前面說了擴展方法和 λ 表達式，現在離 LINQ 近了。

LINQ

我們希望 LINQ 跟 SQL 一樣，也有類 select、where、group by、order by 這些關鍵字，編譯器只要把這些關鍵字映射到相應的擴展方法上就行了。

而 LINQ 的關鍵字跟 SQL 很像，比如 from、where、orderby、descending 和 select 等。

上面的泛型查詢，改成 LINQ 如下所示：

var query = from r in champions

            where r.Country == "Brazil"

            orderby r.Wins descending

            select r;

其中，

• 1，

where r.Country == "Brazil" 

轉換成

Where(r=>r.country=="Brazil")；

• 2，

orderby r.Wins descending

轉換成

OrderByDescending(r=>r.Wins)

• 3，

select r

轉換成

Select()

LINQ 查詢必須以 from 子句開始，以 select 或 group 子句結束。在這兩個子句之間，可以使用 where、orderby、jion 和其他 from 子句。

LINQ 的具體用法你就得自己研究了，不在本文討論范圍內~

參考資料

• .NET C# 聲明、實例化和使用委托以及委托在 C# 中的發展
• 沒有 Lambda 演算何來匿名函數——匿名函數（匿名方法和 Lambda）、委托、LINQ
• wiki λ演算
• Database SQL Language Reference
• .NET Framework System.Array.Sort 演示

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