LINQ标准查询操作符(四)—AsEnumerable,Cast,OfType,ToArray,ToDictionary,ToList,ToLookup,First,Last,ElementAt

十、转换操作符

转换操作符是用来实现将输入对象的类型转变为序列的功能。名称以“As”开头的转换方法可更改源集合的静态类型但不枚举(延迟加载)此源集合。名称以“To”开头的方法可枚举(即时加载)源集合并将项放入相应的集合类型。

1. AsEnumerable

所有实现了IEnumerable接口的类型都可以调用此方法来获取一个IEnumerable集合。此方法一般仅用于实现类中的方法与IEnumerable接口方法重名时。例如,实现类Test中有一个Where方法,当使用Test对象调用Where时,将执行Test自身的Where方法过程。如果要执行IEnumerable的Where方法,便可以使用AsEnumerable进行进行转换后,再调用Where方法即可。当然,将实现类Test隐式转换为IEnumerable接口,再调用接口的Where方法也能达到同样的效果。以下的代码演示了这一过程:

class AsEnumerableTest : List
{
    public void Where(Func func)
    {
        Console.WriteLine("AsEnumerableTest的Where方法");
    }
}
public static void AsEnumerable()
{
    AsEnumerableTest q = new AsEnumerableTest() { 1,2,3,4 };
    q.Where(r => r < 3);
    //q.AsEnumerable().Where(r => r < 3);
    //IEnumerable i = q;
    //i.Where(r => r < 3);
}

 

2. Cast

Cast 方法通过提供必要的类型信息,可在IEnumerable(非泛型)的派生对象上调用Cast 方法来获得一个IEnumerable对象。例如,ArrayList 并不实现 IEnumerable,但通过调用 ArrayList 对象上的 Cast(),就可以使用标准查询运算符查询该序列。

如果集合中的元素无法强制转换为 T 类型,则此方法将引发异常。以下代码演示了这一过程:

ArrayList array = new ArrayList();
array.Add("Bob");
array.Add("Jack");
array.Add(1);
foreach (var item in array.Cast())
{
    Console.WriteLine(item);
}

运行此代码,可以输出“Bob”、“Jack”,然后会报出一个异常“无法将int强制转换为string”,这说明Cast方法也是延迟执行实现的,只有在枚举过程中才将对象逐个强制转换为T类型。

3. OfType

OfType 方法通过提供必要的类型信息,可在IEnumerable(非泛型)的派生对象上调用OfType 方法来获得一个IEnumerable对象。执行OfType方法将返回集合中强制转换类型成功的所有元素。也就是说,OfType方法与Cast 方法的区别在于,如果集合中的元素在强制转换失败的时候会跳过,而不是抛出异常。

4. ToArray

ToArray 操作符可以在IEnumerable 类型的任何派生对象上调用,返回值为T类型的数组。

5. ToDictionary

ToDictionary操作符根据指定的键选择器函数,从IEnumerable创建一个Dictionary。下面的示例中,将查询到的产品类别集合转换为Dictionary<类别ID,类别名称>的键-值集合:

using (NorthwindDataContext db = new NorthwindDataContext())
{
    db.Log = Console.Out; //将生成的T-SQL语句输出到控制台中
    //方法语法
    var q =
        db.Categories
        .ToDictionary
        (
            c => c.CategoryID,
            c => c.CategoryName
        );
    foreach (var item in q)
    {
        Console.WriteLine("{0} - {1}",item.Key,item.Value);
    }
}

需要注意的是,如果省略ToDictionary方法的第二个参数(值选择函数),那么Value将会保存一个类别对象。还有,如果Key为null,或者出现重复的Key,都将导致抛出异常。

6. ToList

ToList操作符可以在IEnumerable 类型的任何派生对象上调用,返回值为List类型的对象。

7. ToLookup

ToLookup操作符将创建一个 Lookup对象,这是一个one-to-many集合,一个Key可以对应多个Value。以下的示例以产品表的所有数据作为数据源,以类别ID作为Key调用了ToLookup方法,然后遍历返回的Lookup对象,输出了类别ID以及此类别下的所有产品名称:

using (NorthwindDataContext db = new NorthwindDataContext())
{
    db.Log = Console.Out; //将生成的T-SQL语句输出到控制台中
    //方法语法
    var q =
        db.Products
        .ToLookup
        (
            p => p.CategoryID,
            p => p.ProductName
        );
    foreach (var item in q)
    {
        Console.WriteLine(item.Key);
        foreach (var p in item)
        {
            Console.WriteLine(p);
        }
    }
}

可以看出,ToLookup操作与GroupBy操作很相似,只不过GroupBy是延迟加载的,而ToLookup是即使加载。

十一、元素操作符

元素操作符将从一个序列中返回单个指定的元素。

1. First

First操作将返回序列中的第一个元素。如果序列中不包含任何元素,则First方法将引发异常。若要在源序列为空时返回默认值,需要使用FirstOrDefault方法。以下代码演示了First方法的使用方式:

using (NorthwindDataContext db = new NorthwindDataContext())
{
    db.Log = Console.Out; //将生成的T-SQL语句输出到控制台中
    //无参
    var query =
        db.Employees
        .First();
    //有参
    var q =
        db.Employees
        .First(e => e.FirstName.StartsWith("S"));
    Console.WriteLine(q.FirstName);
}

上述代码中使用了First方法的无参方式与有参方式。First的有参方式中可以指定一个条件,操作将返回序列中满足此条件的第一个元素。从查询结果上看,source.First(条件)方法与source.Where(条件).First()是一样的,但是需要注意“First(条件)操作将返回序列中满足此条件的第一个元素”,这将忽略后面的遍历操作,效率更高。

2. FirstOrDefault

FirstOrDefault方法将返回序列中的第一个元素;如果序列中不包含任何元素,则返回默认值。它也可以像First方法一样传递一个条件。需要说明的是如果序列中不包含任何元素,返回的默认值是个怎样的元素。在这之前,先来看一下FirstOrDefault方法是如何实现的:

public static TSource FirstOrDefault(this IEnumerable source)
{
    if (source == null)
    {
        throw Error.ArgumentNull("source");
    }
    IList list = source as IList;
    if (list != null)
    {
        if (list.Count > 0)
        {
            return list[0];
        }
    }
    else
    {
        using (IEnumerator enumerator = source.GetEnumerator())
        {
            if (enumerator.MoveNext())
            {
                return enumerator.Current;
            }
        }
    }
    return default(TSource);
}

1.         如果调用FirstOrDefault方法的序列为空,抛出异常

2.         如果序列成功转换为List,并且元素数量大于0,则返回首个元素

3.         如果序列没有成功转换为List,则尝试获取序列的遍历器,然后再调用遍历器的MoveNext方法,如果返回值为true,则返回当前的元素。

4.         如果上述操作都没有执行,则使用default(T)关键字返回类型T的默认值

以下给出MSDN中,对于default(T)关键字的描述:

在泛型类和泛型方法中产生的一个问题是,在预先未知以下情况时,如何将默认值分配给参数化类型 T:

  • T 是引用类型还是值类型。
  • 如果 T 为值类型,则它是数值还是结构。

给定参数化类型 T 的一个变量 t,只有当 T 为引用类型时,语句 t = null 才有效;只有当 T 为数值类型而不是结构时,语句 t = 0 才能正常使用。解决方案是使用default 关键字,此关键字对于引用类型会返回 null,对于数值类型会返回零。对于结构,此关键字将返回初始化为零或 null 的每个结构成员,具体取决于这些结构是值类型还是引用类型。

 

3. Last

Last方法将返回序列中的最后一个元素。使用方法参照First。

4. LastOrDefault

LastOrDefault方法将返回序列中的最后一个元素;如果序列中不包含任何元素,则返回默认值。使用方法参照FirstOrDefault。

5. ElementAt

ElementAt方法返回序列中指定索引处的元素。使用方法参照First。需要注意的是如果索引超出范围会导致异常。

6. ElementAtOrDefault

ElementAtOrDefault方法将返回序列中指定索引处的元素;如果索引超出范围,则返回默认值。使用方法参照FirstOrDefault。

7. Single

Single方法的无参形式将从一个序列中返回单个元素,如果该序列包含多个元素,或者没有元素数为0,则会引发异常。也就是说,在序列执行Single方法的无参形式时,必须保证该序列有且仅有一个元素。

Single方法的有参形式将从一个序列中返回符合指定条件的唯一元素,如果有多个元素,或者没有元素符合这一条件,则会引发异常。以下代码演示了Single的使用方式:

using (NorthwindDataContext db = new NorthwindDataContext())
{
    db.Log = Console.Out; //将生成的T-SQL语句输出到控制台中
    //方法语法
    var q =
        db.Employees
        .Single();
    var query =
        db.Employees
        .Single(e => e.FirstName.StartsWith("S"));
    Console.WriteLine(query.FirstName);
}

 

8. SingleOrDefault

SingleOrDefault方法的无参形式将从一个序列中返回单个元素。如果元素数为0,则返回默认值。如果该序列包含多个元素,则会引发异常。

SingleOrDefault方法的有参形式将从一个序列中返回符合指定条件的唯一元素,如果元素数为0,则返回默认值;如果该序列包含多个元素,则会引发异常。SingleOrDefault的使用方式与Single相同。

需要注意的是,Single方法与SingleOrDefault方法都是即时加载的,在代码进行到方法所在位置时,如果引发了异常,会立刻抛出。

 

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