CSharpThinking---查詢表達(dá)式與Linq to Objects（五）

昵稱10504424 2013-06-08

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本文不會(huì)按照“由淺入深”的思路來講解概念，相反從特性的本質(zhì)及關(guān)聯(lián)講起，最后簡單介紹一些“小技巧”和需要注意的地方，著實(shí)有頭重腳輕的感覺。--- 史蒂芬King

　　　　 C#語言的設(shè)計(jì)者決定在C#3中提供一個(gè)新的語法：查詢表達(dá)式。

　　　以此彌補(bǔ)復(fù)雜語句中標(biāo)準(zhǔn)查詢運(yùn)算符的難以理解、復(fù)雜與提高與Sql語句的相似度來便于學(xué)習(xí)（查詢表達(dá)式與SQL最大的區(qū)別是from與Select的位置倒置，這是為IDE提供智能感知的”推斷“類型功能）。

1 string[] Keywords = { "abstract", "Int", "base"};
2 
3 // “標(biāo)準(zhǔn)”查詢表達(dá)式例子
4 var query = from word in Keywords 
5             where !word.Contains("a")
6             select word; // 自處select最后會(huì)被編譯器省略，稍后會(huì)講到。

　　　上面的例子是簡潔版查詢表達(dá)式的一個(gè)Demo，查詢表達(dá)式其實(shí)是對底層API的一系列方法的調(diào)用。CIL本身并不理解“查詢表達(dá)式”的概念。事實(shí)上，除了涉及表達(dá)式樹的地方能使用查詢表達(dá)式，但底層CLR根本沒有改動(dòng)，相反，查詢表達(dá)式是通過

C#編譯器的改動(dòng)來支持這一特性的。

　　　以上代碼編譯之后通過，IL查看的部分編碼如下：

1 .field private static class [mscorlib]System.Func`2<string,bool> 'CS$<>9__CachedAnonymousMethodDelegate1'
2 .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.CompilerGeneratedAttribute::.ctor() = ( 01 00 00 00 )

 1 .method private hidebysig static bool  '<MyDemo>b__0'(string word) cil managed
 2 {
 3   .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.CompilerGeneratedAttribute::.ctor() = ( 01 00 00 00 ) 
 4   // Code size       19 (0x13)
 5   .maxstack  2
 6   .locals init ([0] bool CS$1$0000)
 7   IL_0000:  ldarg.0
 8   IL_0001:  ldstr      "a"
 9   IL_0006:  callvirt   instance bool [mscorlib]System.String::Contains(string)
10   IL_000b:  ldc.i4.0
11   IL_000c:  ceq
12   IL_000e:  stloc.0
13   IL_000f:  br.s       IL_0011
14   IL_0011:  ldloc.0
15   IL_0012:  ret
16 } // end of method '查詢表達(dá)式'::'<MyDemo>b__0'

　　　　通過對編譯后的DLL分析，得出兩個(gè)結(jié)論：

　　　　　　1）查詢表達(dá)式確實(shí)被編譯成了委托，也就是說是編譯器執(zhí)行了代碼，而非運(yùn)行時(shí)或CLR支持。

　　　　　　2）由于編譯時(shí)已經(jīng)生成了委托，所以大多數(shù)查詢表達(dá)式也是”延遲執(zhí)行“方式。

　　　　注：

　　1.2 查詢表達(dá)式的流處操作與緩沖操作

　　　　1）緩沖操作：將所有數(shù)據(jù)一次性加載進(jìn)內(nèi)存，然后運(yùn)算，最后輸出結(jié)果。如Enumerable.Revense。

　　　　2）流操作：一次處理每個(gè)序列的一個(gè)元素，提高效率。如下：

1             // 偽代碼
2             var query = from file in Directory.GetFiles(@"C:\CSharpInDepthLogs", "*.log")
3                         from line in ReadLines(file)
4                         let entry = new LogEntry(line)
5                         where entry.Type == EntryType.Error
6                         select entry;
7 
8             Console.WriteLine("Total errors: {0}", query.Count());

　　　　3）join子句的內(nèi)聯(lián)：左邊的子句是流處理方式，右邊的子句是緩沖方式，這種操作依然是延遲操作。（原則：效率至上，所以盡可能的右邊序列要小。）

1 // 語法
2 join right-range-variable in right-sequence
3       on left-key-selector equals right-key-selector

　　1.3 查詢表達(dá)式與點(diǎn)標(biāo)記（Dot notation）之間做出的選擇

　　　　點(diǎn)標(biāo)記：用普通的C#調(diào)用Linq查詢操作符來代替查詢表達(dá)式。（實(shí)際上編譯器轉(zhuǎn)化查詢表達(dá)式也是如此的過程）

　　　　原則：更加的可讀性及習(xí)慣性。查詢表達(dá)式更像是函數(shù)式編程，結(jié)構(gòu)化思維；而點(diǎn)標(biāo)記適合查詢條件比較少時(shí)清晰易懂。

　查詢表達(dá)式是”說明性“的，與之相對的是”命令性“的語言，說明性的語言關(guān)心的是操作步驟而絕非僅僅是結(jié)果。

1 // 查詢表達(dá)式(復(fù)雜些)
2 var adults = from person in people 
3                     where person .Age > 18
4                     select new { Name = person .Name, Age = person .Age} into result
5                     orderby result.Age descending
6                     select result;
7 
8 // 點(diǎn)標(biāo)記（簡單些）
9 var adults2 = people.where(person => person.Age > 18);

二，查詢表達(dá)式操作符

　　2.1 From 與 Select

　　　　2.1.1 語法： from element select source, 以from開頭，以select結(jié)尾，其中 element 只是一個(gè)標(biāo)示符，select子句被稱為投影。

1 // 查詢表達(dá)式
2 var query = from user in SampleData.Allusers
3                     select user;
4 
5 // 編譯器轉(zhuǎn)換后的點(diǎn)標(biāo)記
6 var query = SampleData.Allusers.Select(user => user);

　　　 2.1.2 退化的查詢表達(dá)式

　　　　　　當(dāng)select子句什么都不做時(shí)會(huì)發(fā)生什么？答：編譯器依然會(huì)生成select方法的調(diào)用。

1 　from item in SampleData.AllUsers select item;// 編譯器： SampleData.Allusers.Select(item=>item); 這就是退化查詢表達(dá)式

　　　　然而，這個(gè)表達(dá)式和簡單表達(dá)式Sample.Allusers還是有很大不同的，雖說他們返回的數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)相同的，不同的是查詢表達(dá)式返回的是一個(gè)新的結(jié)果集，對結(jié)果集順序改變不會(huì)改變原數(shù)據(jù)集順序，但如果改變數(shù)據(jù)項(xiàng)，則原數(shù)據(jù)也會(huì)改變。

 1             var query = from word in Keywords
 2                         orderby word.Length
 3                         select word;
 4             foreach (var item in query)
 5             {
 6                 Console.WriteLine(item);
 7             }
 8 
 9             foreach (var item in Keywords)
10             {
11                 Console.WriteLine(item);
12             } 
13 
14             List<string> target = query.toList();
               // IEnumerable<T>.ToList方法為深拷貝。原型如下：
15             //public static List<TSource> ToList<TSource>(this IEnumerable<TSource> source)
16             //{
17             //    if (source == null)
18             //    {
19             //        throw Error.ArgumentNull("source");
20             //    }
21             //    return new List<TSource>(source);
22             //}

　2.2 Where和OrderBy

　　　　2.2.1 OrderBy：ascending升序，descending降序或者 OrderByDescending。OrderBy如果要繼續(xù)查詢需跟隨ThenBy，如若存在多個(gè)OrderBy，則最后一個(gè)OrderBy“獲勝”。

　　　　2.2.2 Where：

1 // 查詢表達(dá)式
2 var query = from c in cc
3                   where c.Length == 7
4                   where c.Name == Stephen
5                   select c.Name;
6 // 查詢表達(dá)式被轉(zhuǎn)換為
7 cc.where(c=>c.Length ==7).where(c=>c.Name == Stephen);

　　2.3 let子句

　　　　消除不必要的重復(fù)“調(diào)用”

// 壞代碼：調(diào)用了兩次Name。Length
var query = from user in Users
                  orderby user.Name.Length
                  select user.Name;
foreach(var name in query)
{
    Console.WriteLine("{0}:{1}",name.Length,name);
}
// 改造后的代碼
var queryNew = from user in Users
                        let len = user.Name.Length
                        orderby len
                        select new {Name = user.Name,Length = len};
foreach(var entry in queryNew)
{
    Console.WriteLine("{0}:{1}",entry.Name,entry.Length);
}

　　2.4 聯(lián)接join

　　　　2.4.1 定義：他使用兩張數(shù)據(jù)表（視圖，表值函數(shù)等），通過匹配兩者之間的數(shù)據(jù)行來創(chuàng)建結(jié)果。

　　　　　　　　　　左邊序列進(jìn)行“流處理“，右邊序列進(jìn)行緩沖處理。

1 var query = from a in Sample.aa
2             join b in Sample.bb
3             on a.Name equals b.Name
4             select new { a.Name,b.Name};

　　　　2.4.2 join子句的內(nèi)連接

1              // 有過濾的內(nèi)聯(lián)
2             var query = from defect in Sample.AllDefects
3                         where defect.Status == Status.Closed
4                         join subscription in
5                             (from sub in Sample.AllSubscriptions
6                              where sub.Status == Status.Open
7                              select sub)
8                            on defect.Name equals subscription.Name
9                         select new { defect.Summary, subscription.EmailAddress };

　　　　2.4.3 使用join...into 子句進(jìn)行分組聯(lián)接

 1             var query = from defect in SampleData.AllDefects 
 2                         join subscription in SampleData.AllSubscriptions
 3                              on defect.Project equals subscription.Project
 4                              into groupedSubscriptions
 5                         select new { Defect=defect, Subscriptions=groupedSubscriptions };
 6 
 7             foreach (var entry in query)
 8             {
 9                 Console.WriteLine(entry.Defect.Summary);
10                 foreach (var subscription in entry.Subscriptions)
11                 {
12                     Console.WriteLine ("  {0}", subscription.EmailAddress);
13                 }
14             }

　　2.5 分組和查詢延續(xù)

　　　　2.5.1 語法： group 投影 by 分組

 1             // 分組
 2             var query = from defect in SampleData.AllDefects
 3                         where defect.AssignedTo != null
 4                         group defect by defect.AssignedTo;
 5 
 6             foreach (var entry in query)
 7             {
 8                 Console.WriteLine(entry.Key.Name);
 9                 foreach (var defect in entry)
10                 {
11                     Console.WriteLine("  ({0}) {1}",
12                                       defect.Severity,
13                                       defect.Summary);
14                 }
15                 Console.WriteLine();
16             }
17 ...
18             // 查詢延續(xù)
19             var query = from defect in SampleData.AllDefects
20                         where defect.AssignedTo != null
21                         group defect by defect.AssignedTo into grouped
22                         select new { Assignee = grouped.Key, Count = grouped.Count() };
23 
24             foreach (var entry in query)
25             {
26                 Console.WriteLine("{0}: {1}",
27                                   entry.Assignee.Name,
28                                   entry.Count);
29             }

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