Linq in action

Linq的书写方式有2种，一种类似SQL风格的写法，称作查询表达式（Query Expression），另一种是使用扩展方法实现，称作方法语法（Fluent Syntax）。如下： 

string[] fullNames = { "Anne Williams", "John Fred Smith", "Sue Green" };
//查询表达式写法如下：

var query =
  from fullName in fullNames
  from name in fullName.Split()
  orderby fullName, name
  select name + " came from " + fullName;

//方法语法写法如下

var query = fullNames
  .SelectMany (fName => fName.Split().Select (name => new { name, fName } ))
  .OrderBy (x => x.fName)
  .ThenBy  (x => x.name)
  .Select  (x => x.name + " came from " + x.fName);

两者其实是等价的。因为.net并不会真正理解查询表达式，因此编译器会在程序编译时把查询表达式转换为方法语法，即对扩展方法的调用。

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说到Linq不得不说两个接口，分别是IEnumerable<T>和IQueryable<T>。Linq所能查询的数据必须是集合，并且实现了IEnumerable<T>接口的。.NET中几乎所有的泛型集合都实现了IEnumerable<T>接口。IQueryable<T> 继承于IEnumerable<T> ，因此, IEnumerable<T>可以实现的，IQueryable<T>也可以做。

两者的区别主要在于IEnumerable用于Linq操作内存中的数据，比如Linq to object，而IQueryable用于外部的数据，比如Linq to sql。

当使用Linq to  sql的时候，编译器会通过IQueryable中的provider，把查询表达式翻译成匹配数据源的查询语句，比如SQL语句。而当使用Linq to object的时候，数据源是IEnumerable，根本没有provider。事实上，.NET通过扩展方法来实现查询的，比如Where<T>()方法，本质上是通过迭代器的MoveNext()方法遍历判断每个元素。

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表达式和语句

简单的理解，表达式只能是单个语句，并且是有输出值的。而语句是有多个句子或者有{}包起来的语句块。

.NET中的用类型Expression<TDelegate>表示表达式类型，是一个泛型，接受一个委托。只含有一个语句拉姆达表达式可以赋值给表达式类型，但是如果是包含语句块的拉姆达表达式则不能赋值给表达式类型

Expression<Func<Object, Object>> identity = o => o;

Expression<Func<Object, Object>> identity = o => { return o; }; //错误

上面的例子可以看到，Expression类型和委托类型很像，可以如下定义委托类型。

Func<Object, Object> identity = o => o;

虽然看上去变量名和值都一样，但是.NET的编译器知道 Expression<TDelegate> 类型和委托类型的不同，它不会把拉姆达表达式直接编译成IL代码，而是生成一些IL，这些IL表示了该拉姆达表达式的表达式目录树。当然，这些表达式树，我们也可以通过手工的方式去编码实现。

表达式其实是一直抽象语法树(AST),在计算机科学中，抽象语法树是一种数据结构，它常用于编译器或者解释器中。之所以要把拉姆达表达式转换成抽象语法树，目的是一些代码可以分析这个表达式并且实现各种不同的操作。表达式在运行时，可以由工具对表达式进行转换，比如在Linq to sql中转换成SQL。

IQueryable类型的扩展方法Where，Select等方法，接受的参数都是表达式类型，

而IEnumerable类型的扩展方法接受的参数是委托类型。例如：

public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate);

public static IQueryable<TSource> Where<TSource>(this IQueryable<TSource> source, Expression<Func<TSource, bool>> predicate);

因此：

            List<int> lst = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };

            var result1 = lst.AsEnumerable().Select(x => { return x; });//正确

            var result2 = lst.AsQueryable().Select(x => { return x; });//错误

            var result3 = lst.AsQueryable().Select(x => x);//正确

Linq是延迟运行的，比如下面的代码：

static void Main(string[] args)
        {
            List<int> lst = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
            var result = lst.Select(x => doubleit(x));
        }
        static int doubleit(int x)
        {
            Console.WriteLine("double " + x);
            return x + x;
        }

 运行后发现，doubleit方法根本没有运行。而修改代码，为如下： 

List<int> lst = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
var result = lst.Select(x => doubleit(x));
foreach (var n in result)
       Console.WriteLine(n);

 才会调用doubleit方法，这是因为Linq中的IEnumerable Select扩展方法本质上是一个迭代器，当Select的结果赋给变量的时候，并不立即做查询，只是一个潜在的查询。只有当对迭代器foreach的时候，才会MoveNext的真正的对数据做判断运行。对Where扩展方法也是如此。

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自定义的Linq Provider

下面一个例子演示了自定义实现Linq Provider。

对于实现了IEnumerable接口的类，只需要实现GetEnumerator的方法，既可以了。

对于实现了IQueryable<Folder>, IQueryProvider接口的类，必须实现CreateQuery和Execute。

自定义Linq Provider很复杂，可以参考

http://blogs.msdn.com/mattwar/archive/2007/08/09/linq-building-an-iqueryable-provider-part-i.aspx

学习。还需要学习DLR的一些知识，以及对表达式类的熟练使用。反正我是不怎么会，还有待学习。

参考资料《LINQ IN ACTION》