C# Linq介绍

LINQ（Language Integrated Query）是 C# 和其他 .NET 语言中的一种查询语法，它允许开发人员直接在代码中使用类似 SQL 的语法来查询和操作数据。LINQ 的目标是为不同的数据源（如集合、数据库、XML 等）提供统一的查询方式。

LINQ 的作用

LINQ 是为了简化和统一数据访问和查询，提供了一致的语法来查询各种数据源，比如：

• 内存中的集合（如 List、Array 等）
• 数据库（如通过 Entity Framework 查询 SQL 数据库）
• XML 文档
• 远程服务和 Web API
• 文件系统

通过 LINQ，开发者可以用一种声明性的方法来查询数据源，而不必关注底层的实现细节。

LINQ 的工作方式

LINQ 通过一组标准操作符（如 Where、Select、OrderBy 等）和扩展方法来操作数据源。它将查询逻辑抽象成方法调用，并可以与集合类、数据库或其他数据源无缝集成。

LINQ 的主要功能包括：

1. 数据过滤：提取满足特定条件的元素。
2. 排序：按升序或降序排列数据。
3. 投影：从数据源中提取和转换特定字段或对象。
4. 分组：将数据按某一字段进行分组。
5. 聚合：执行累加、求和、平均等操作。

LINQ 的常用查询操作符

• Where：用于筛选符合条件的元素。
• Select：用于投影元素（即从数据中选择特定字段）。
• OrderBy：用于对数据进行排序。
• GroupBy：将数据按某个键进行分组。
• Join：连接多个数据源。
• Sum、Average、Count：聚合操作符，用于计算和统计数据。

LINQ 的两种语法

1. 查询表达式语法：类似 SQL 的语法，非常直观易读。
2. 方法语法：使用扩展方法链式调用。

示例

1. 内存集合上的 LINQ 查询

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

class Program
{
    static void Main()
    {
        List numbers = new List { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

        // 查询表达式语法
        var evenNumbersQuery = from num in numbers
                               where num % 2 == 0
                               select num;

        // 方法语法
        var evenNumbersMethod = numbers.Where(n => n % 2 == 0);

        Console.WriteLine("Even numbers (Query syntax):");
        foreach (var num in evenNumbersQuery)
        {
            Console.WriteLine(num); // 输出 2, 4, 6, 8, 10
        }

        Console.WriteLine("Even numbers (Method syntax):");
        foreach (var num in evenNumbersMethod)
        {
            Console.WriteLine(num); // 输出 2, 4, 6, 8, 10
        }
    }
}

解释：

• 在查询表达式语法中，我们使用 from ... in ... where ... select ... 的形式来查询数据。
• 在方法语法中，Where(n => n % 2 == 0) 是一种 Lambda 表达式，它过滤出所有偶数。

2. LINQ 查询数据库（使用 Entity Framework）

在使用 Entity Framework 等 ORM 框架时，LINQ 可以直接查询数据库，并自动生成相应的 SQL。

using (var context = new MyDbContext())
{
    var users = from user in context.Users
                where user.Age > 18
                orderby user.Name
                select user;

    foreach (var user in users)
    {
        Console.WriteLine(user.Name);
    }
}

解释：

• from user in context.Users where user.Age > 18 是从数据库中查询所有年龄大于 18 的用户。
• orderby user.Name 表示按名字排序。
• Entity Framework 会将 LINQ 查询自动转换为 SQL 并执行。

3. LINQ 查询 XML 数据

using System;
using System.Linq;
using System.Xml.Linq;

class Program
{
    static void Main()
    {
        XDocument xdoc = XDocument.Load("books.xml");

        var books = from book in xdoc.Descendants("book")
                    where (int)book.Element("price") > 20
                    select book.Element("title").Value;

        foreach (var title in books)
        {
            Console.WriteLine(title);
        }
    }
}

解释：

• XDocument 是 .NET 中用于处理 XML 的类。
• xdoc.Descendants("book") 获取 XML 文档中所有的 元素。
• where (int)book.Element("price") > 20 筛选价格大于 20 的书。

LINQ 的优点

1. 统一数据查询：不管是查询内存中的对象集合、数据库，还是 XML 文件，LINQ 提供了统一的查询语法。
2. 类型安全和 IntelliSense 支持：因为 LINQ 是集成到语言中的，所以编译器会检查语法错误，并为开发者提供自动完成（IntelliSense）支持。
3. 可读性高：查询表达式类似 SQL，使得查询代码更加简洁和可读。
4. 延迟执行：LINQ 查询通常是延迟执行的，这意味着在实际迭代或操作结果之前，查询不会立即执行。这可以提高性能。

LINQ 查询的执行

LINQ 有两种执行方式：

• 延迟执行（Deferred Execution）：查询在定义时不会立即执行，而是在对结果进行迭代时才执行。典型的延迟执行操作符包括 Where、Select 等。
• 立即执行（Immediate Execution）：查询会立即执行并返回结果，常见的立即执行操作符包括 ToList、ToArray、Sum 等。

例如：

// 延迟执行
var query = numbers.Where(n => n % 2 == 0); // 这里不会执行查询

// 立即执行
var result = query.ToList(); // 这里查询才会被执行

总结

LINQ 是一种用于数据查询和操作的强大工具，它将不同的数据源抽象为统一的查询接口，使得开发人员可以使用一致的方式处理内存数据、数据库、XML 和其他数据源。LINQ 提供了简洁、类型安全、可读性高的语法，非常适合用于大多数的查询操作场景。