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LINQ
語言集成查詢
LINQ（Language Integrated Query）語言集成查詢是一組用於c#和Visual Basic語言的擴展。它允許編寫C#或者Visual Basic代碼以操作內存數據的方式，查詢資料庫。包括LINQ to Objects、LINQ to SQL、LINQ to Datasets、LINQ to Entities、LINQ to Data Source、LINQ to XML/XSD等。
從技術角度而言，LINQ定義了大約40個查詢操作符，如select、from、in、where以及order by（C#中）。使用這些操作符可以編寫查詢語句。不過，這些查詢還可以基於很多類型的數據，每個數據類型都需要一個單獨的LINQ類型。
經過了最近 20 年，面向對象編程技術（ object-oriented (OO) programming technologies ）在工業領域的應用已經進入了一個穩定的發展階段。程序員現在都已經認同像 類（classes）、對象（objects）、方法（methods）這樣的語言特性。考察現在和下一代的技術，一個新的編程技術的重大挑戰開始呈現出來，即面向對象技術誕生以來並沒有解決降低訪問和整合信息數據（ accessing and integrating information ）的複雜度的問題。其中兩個最主要訪問的數據源與資料庫（database）和XML（標準通用標記語言下的一個應用）相關。
LINQ 提供了一條更常規的途徑即給.Net Framework添加一些可以應用於所有信息源（ all sources of information ）的具有多種用途（ general-purpose ）的語法查詢特性（ query facilities ），這是比向開發語言和運行時（ runtime ）添加一些關係數據（ relational ）特性或者類似 XML 特性（ XML-specific ）更好的方式。這些語法特性就叫做 .NET Language Integrated Query (LINQ) 。
包含 DLinq 和 XLinq。
LINQ的讀法：lin k 很多人會誤讀為lin Q
LINQ的全稱：Language-Integrated Query
LINQ的關鍵詞：from, select, in, where, group by, orderby, …
LINQ的寫法：
1) from 臨時變數 in 實現IEnumerable介面的對象
where條件表達式
[orderby 條件]
[group by 條件]
select 臨時變數中被查詢的值
2) 實現IEnumerable介面的對象.LINQ方法名(lambda表達式)。如：
string input = "hello world";
int count = input.Count(w=>w == 'o'); //查詢字母o出現的次數
注意：能夠使用LINQ的對象需要實現IEnumerable介面。並且LINQ的查詢表達式是在最近一次創建對 象時才被編譯的。
5. 命名空間(.NET Framework)：System.Linq;
注意：Linq是在.NET Framework 3.5 中出現的技術，所以在創建新項目的時候必須要選3.5或者更高版 本，否則無法使用。選擇3.5或更高版本的.NET Framework之後，創建類文件中會自動包含System.Linq 的命名空間。
LINQ新增了多項語言的風格，來展示出查詢語言的擴展性，例如：C#:
匿名類型
匿名類型（Anonymous type）是C# 3.0與Visual Basic 9.0新增的功能，它允許開發人員可以使用不具類型的方式創建新的數據結構，而真正的類型在編譯時期，由C# (或VB) Compiler自動產生，並寫入編譯目標文件中，它可以讓開發人員能夠很簡單利用匿名類型創建對象，LINQ中的select指令即是利用這種特性來創建回傳對象。
匿名類型本質上是表達元組（tuple），採用值語義 。
下列使用匿名類型的代碼：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | [WebGet] public IQueryable GetCategoryByName(string CategoryName) { try{ var query = base.CurrentDataSource.Categories.Where ("it.CategoryName = @Name", new ObjectParameter[] { new ObjectParameter("Name", CategoryName) }); } catch (Exception) { throw; } return query; } |
會由編譯器改寫為：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | [WebGet] public IQueryable GetCategoryByName(string CategoryName) { IQueryable try { CS$1$0000 = base.CurrentDataSource.Categories.Where ("it.CategoryName = @Name", new ObjectParameter[] { new ObjectParameter("Name", CategoryName) }); } catch (Exception) { throw; } return CS$1$0000; } |
標準查詢運算符
| 操作符 | 類別 | 語義 | 示例 |
|---|---|---|---|
| Where | 篩選操作符(Restriction) | Where(Predicate) | Dim lowNums = numbers.Where(Function(num) num < 5) |
| Select | 投影操作符(Projection) | Select(匿名函數) | Dim lowNums = numbers.Select(Function(num) num*num) |
| SelectMany | 投影操作符(Projection) | 返回多行結果，用於多表的交叉連接（cross join） | Dim res = Employees.SelectMany(Function(e) e.Family.Select(Function(c)c.name)) |
| Skip | 分塊操作符(Partitioning) | 跳過前n個元素 | Dim res=data.Skip(4) |
| SkipWhile | 分塊操作符(Partitioning) | 跳過起始處使條件為真的所有元素 | Dim res=data.SkipWhile(Function(i) i%2 = 0) |
| Take | 分塊操作符(Partitioning) | 返回開頭之處的n個元素 | Dim res=data.Take(3) |
| TakeWhile | 分塊操作符(Partitioning) | 返回起始處使條件為真的所有元素 | Dim res=data.TakeWhile(Function(i) i%3 = 0) |
| Join | 連接操作符 | 內連接兩個或多個表，僅限於Equals運算符 | from sup in suppliers join cust in customers on sup.Country equals cust.Country |
| GroupJoin | 連接操作符 | 類似於LEFT OUTER JOIN，右側集合匹配於左側集合鍵值的元素被分組 | From cust In customers Group Join ord In orders On cust.CustomerID Equals ord.CustomerID Into CustomerOrders = Group, OrderTotal = Sum(ord.Total) |
| Concate | 合併操作符 | 用於連接兩個序列 | returnValue = firstSeq.Concat(secondSeq) |
| OrderBy | 排序操作符(Ordering) | Dim query As IEnumerable(Of Person) = Persons.OrderBy(Function(p) p.Age) | |
| OrderByDescending | 排序操作符(Ordering) | ||
| ThenBy | 排序操作符(Ordering) | ||
| ThenByDescending | 排序操作符(Ordering) | ||
| Reverse | 排序操作符(Ordering) | ||
| GroupBy | 分組操作符 | Dim numbers = {5, 4, 1, 3, 9, 8, 6, 7, 2, 0} Dim numberGroups = From num In numbers Group num By remainder5 = (num Mod 5) Into numGroup = Group Select New With {.Remainder = remainder5, .numbers = numGroup} | |
| Distinct | 集合操作符 | 去重複 | |
| Union | 集合操作符 | 集合併 | |
| Intersect | 集合操作符 | 集合交 | |
| Except | 集合操作符 | 集合差 | |
| AsEnumerable | 轉換操作符 | 用於把一個IEnumerable的派生類型轉化為IEnumerable類型 | |
| AsQueryable | 轉換操作符 | IEnumerable(Of T)轉化為IQueryable(Of T). | |
| ToArray | 轉換操作符 | 轉換為數組 | |
| ToList | 轉換操作符 | 轉換為List | |
| ToDictionary | 轉換操作符 | 轉換為一對一的字典（鍵-值對的集合） | |
| ToLookup | 轉換操作符 | 轉換為一對多的字典（鍵-值集的集合） | |
| OfType | 轉換操作符 | 獲取指定類型的元素組成一個數組 | object[] numbers = { null, 1.0, "two", 3, "four", 5, "six", 7.0 }; var doubles = numbers.OfType |
| Cast | 轉換操作符 | 把序列的所有元素轉換為指定類型 | |
| SequenceEqual | 相等操作符 | 兩個序列的元素依次相同返回真。使用元素所屬類的IEqualityComparer(Of T) 泛型界面做相等比較 | |
| First | 元素操作符 | 返回序列第一個元素（或滿足條件第一個元素），沒有則異常 | |
| FirstOrDefault | 元素操作符 | 返回序列第一個元素，沒有則返回空或默認值 | |
| Last | 元素操作符 | 返回序列最後一個元素，沒有則異常 | |
| LastOrDefault | 元素操作符 | 返回序列最後一個元素，沒有則返回空或默認值 | |
| Single | 元素操作符 | 返回序列唯一元素，如果沒有元素或多個元素則異常 | |
| SingleOrDefault | 元素操作符 | 返回序列唯一元素，如果沒有元素或多個元素則空或默認值 | |
| ElementAt | 元素操作符 | 返回序列指定元素，失敗則異常 | |
| ElementAtOrDefault | 元素操作符 | 返回序列指定元素，失敗則空或默認值 | |
| DefaultIfEmpty | 元素操作符 | 返回序列，如果序列為空則返回元素的默認值 | For Each number As Integer In numbers.DefaultIfEmpty()〈br> output.AppendLine(number) Next |
| All | 序列元素數量操作符 | 序列所有元素滿足條件則為真 | |
| Any | 序列元素數量操作符 | 序列有一個元素滿足條件則為真 | |
| Contains | 序列元素數量操作符 | 是否包含一個元素 | |
| Count | 統計操作符 | 計數，可選一個謂詞 | int oddNumbers = numbers.Count(n => n% 2 == 1); |
| LongCount | 統計操作符 | 計數，返回Int64類型 | |
| Sum | 統計操作符 | 求和，可選對一個lambda函數表達式 | double totalChars = words.Sum(w => w.Length); |
| Min | 統計操作符 | 最小值，可選對一個lambda函數表達式 | int shortestWord = words.Min(w => w.Length); |
| Max | 統計操作符 | ||
| Average | 統計操作符 | ||
| Aggregate | 統計操作符 | 參數為一個委託，在序列的每個元素上執行該委託。委託的第一個參數為當前累計值，第二個參數為當前元素，返回值為新的累計值 | Dim reversed As String = words.Aggregate(Function(ByVal current, ByVal word) word & " " & current) |
| equals/Equals | 關鍵字 | 用於Join子句 | |
| from/From | 關鍵字 | ||
| in/In | 關鍵字 | 指出數據源 | |
| into/Into | 關鍵字 | 用於Group By子句 | |
| key | 關鍵字 | 用於Group By子句的無名類型 | |
| let | 關鍵字 | 給表達式定義別名 | From prod In products Let Discount = prod.UnitPrice * 0.1 Where Discount >= 50 Select prod.ProductName, prod.UnitPrice, Discount |
| Group | 關鍵字 | 在GroupBy子句的Into中用於辨識分組結果 | From num In numbers Group num By remainder5 = (num Mod 5) Into Group |
| Range | 方法 | 產生一個整數序列 | From n In Enumerable.Range(100, 50) |
| Repeat | 方法 | 產生一個整數序列 | From n In Enumerable.Repeat(7, 10) |
下列的言語支持LINQ。
● C#3.0
● F#1.1.8.1
● Visual Basic 2008（9.0）
註：C++/CLI尚未支持LINQ。但是有第三方的C++包，以及第三方的PHP包
一個簡單例子：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | using System; using System.Linq;namespace DuckTyping{ internal class Program { int[] array = { 1, 5, 2, 10, 7 }; // Select squares of all odd numbers in the array sorted in descending order var results = from x in array where x % 2 == 1 orderby x descending select x * x; foreach (var result in results) { Console.WriteLine(result); } } } } |
輸出： 49 25 1
另一個例子：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | // the Northwind type is a subclass of DataContext created by SQLMetal // Northwind.Orders is of type Table // Northwind.Customers is of type Table // use 'var' keyword because there is no name for the resultant type of the projection var q = from o in db.Orders from c in db.Customers where o.Quality == "200" && (o.CustomerID == c.CustomerID) select new { o.DueDate, c.CompanyName, c.ItemID, c.ItemName }; // q is now an IEnumerable // t is strongly typed, even if we can't name the type at design time Console.WriteLine("DueDate Type = {0}", t.DueDate.GetType()); Console.WriteLine("CompanyName (lowercased) = {0}", t.CompanyName.ToLower()); Console.WriteLine("ItemID * 2 = {0}", t.ItemID * 2); } |
LINQ當前由Visual Studio2008、2010、2012、2013、2015、2017支持。
微軟同樣提供了LINQExtender，允許用戶在不了解LINQ實現細節的情況下，編寫自己的LINQ擴展。 如：LINQ to Twitter,LINQ to Oracle,LINQ to Active Directory等。
C#3.0 LINQ 查詢語法
首先來看一個很簡單的LINQ查詢例子，查詢一個int數組中小於5的數字，並按照大小順序排列：
static void Main(string[] args)
{
int[] arr = new int[] { 8, 5, 89, 41, 1, 2, 3, 65, 1 };
var m = from n in arr where n < 5 orderby n descending select n;//小於5，並且倒序排列顯示
foreach (var n in m)
{
Console.WriteLine(n);
}
Console.ReadLine();
}
上述代碼除了LINQ查詢語法外，其他都是我們所熟悉的語法，而LINQ查詢語法跟SQL查詢語法很相似，除了先後順序。
Q：為何 LINQ 查詢語法是以 from 關鍵字開頭的，而不是以 select 關鍵字開頭的？select 開頭這種寫法跟SQL的寫法更接近，更易懂呀？
A：簡單來說，為了IDE的智能感知（Intellisense）這個功能，select 關鍵字放在後面了。
編程語言以 select 開頭寫LINQ查詢語法不是沒出現過，你如果使用過2005年的VB9 CTP 版本，那時候VB9的LINQ查詢語法就是 select 關鍵字在前面，但是 select 關鍵字在前面，在做智能感知（Intelisence）時候就很頭大。經過微軟IDE組的權衡，確定了把 from 關鍵字放在最前面。
那時候 VB9 LINQ的查詢語法還是 select 參數在最前面。不過後來 VB9 測試版改成了跟 C# 一樣的做法， from 關鍵字放在最前面了。
更詳細的解釋，來自裝配腦袋
假設你要書寫這樣的代碼：Select p. Name, p.Age From p In persons Where xxx ，代碼是一個個字元輸入的。
我們在寫到 p in persons 之前，p 的類型是無法推測的，所以寫 Select p. 的時候，Name之類的屬性不會彈出智能提示來。
這樣就需要先去寫 From 這句，再回來寫 Select。
微軟IDE組經過反覆考慮決定，還不如就把 Select 寫到後面了。於是編程語言中的寫法就確定這樣來寫了。
VB9 的這個變化可以參看這篇博客:
Select/From vs. From/Select revisited...
我們再來看一個稍稍複雜的LINQ查詢：
在我們列舉的語言字元串中，我們希望按照字元長短，分類列舉出來，實現代碼如下：
static void Main(string[] args)
{
string[] languages = { "Java", "C#", "C++", "Delphi", "VB.net", "VC.net", "C++Builder", "Kylix", "Perl", "Python" };
var query = from item in languages
group item by item.Length into lengthGroups
orderby lengthGroups.Key
select lengthGroups;
foreach (var item in query)
{
Console.WriteLine("strings of length{0}", item.Key);
foreach (var val in item)
{
Console.WriteLine(val);
}
}
Console.ReadLine();
}
其中的 into 關鍵字表示 將前一個查詢的結果視為後續查詢的生成器，這裡是跟 group by 一起使用的。
LINQ中的Group by不要跟 SQL 中的Group by 混淆，SQL由於是二維結構，Group by 的一些邏輯受二維結構的約束，無法像 LINQ 中的Group by 這麼靈活。
事實上，LINQ的查詢語法存在以下兩種形式：
查詢方法方式：（Methord Syntax）
主要利用System.Linq.Enumerable類中定義的擴展方法和Lambda表達式方式進行查詢
查詢語句方式：（Query Syntax）一種更接近SQL語法的查詢方式，可讀性更好。
LINQ（Language Integrated Query）是Visual Studio 2008中的領軍人物。藉助於LINQ技術，我們可以使用一種類似SQL的語法來查詢任何形式的數據。目前為止LINQ所支持的數據源有SQL Server、Oracle、XML（標準通用標記語言下的一個應用）以及內存中的數據集合。開發人員也可以使用其提供的擴展框架添加更多的數據源，例如MySQL、Amazon甚至是GoogleDesktop。
一般來講，這類查詢語句的一個重要特點就是可以并行化執行。雖然有些情況下并行可能會帶來一些問題，但這種情況非常少見。這樣也就水到渠成地引出了PLINQ這個并行處理的LINQ類庫。
PLINQ原名為Parallel LINQ，支持XML和內存中的數據集合。執行於遠程伺服器上的查詢語句（例如LINQ to SQL）顯然無法實現這個功能。
將LINQ語句轉換為PLINQ語句極為簡單——只需要在查詢語句中From子句所指定的數據源的最後添加.AsParallel()即可。隨後Where、OrderBy和Select子句將自動改為調用這個并行的LINQ版本。
據MSDN Magazine介紹，PLINQ可以以三種方式執行。第一種是管道處理：一個線程用來讀取數據源，而其他的線程則用來處理查詢語句，二者同步進行——雖然這個單一的消費線程可能並不那麼容易與多個生產線程同步。不過若是能夠仔細配置好負載平衡的話，仍然會極大地減少內存佔用。
第二種模式叫做“stop and go”，用於處理結果集需要被一次返回時（例如調用ToList、ToArray或對結果排序）的情況。在這種模式下，將依次完成各個處理過程，並將結果統一返回給消費線程。這個模式在性能上將優於第一種模式，因為它省去了用來保持線程同步所花費的開銷。
最後一種方法叫做“inverted enumeration”。該方法並不需要實現收集到所有的輸出，然後在單一的線程中處理，而是將最終調用的函數通過ForAll擴展傳遞到每個線程中。這是目前為止最快的一種處理模式，不過這需要傳遞到ForAll中的函數是線程安全的，且最好不包含任何lock之類的互斥語句。
若是PLINQ中任意的一個線程拋出異常，那麼所有的其他線程將會被終止。若是拋出了多個異常，那麼這些異常將被組合成一個MultipleFailuresException類型的異常，但每個異常的調用堆棧仍會被保留。
1、無需複雜學習過程即可上手
2、編寫更少代碼即可創建完整應用。
3、更快開發錯誤更少的應用程序。
4、無需求助奇怪的編程技巧就可合併數據源。
5、能夠大幅減少過程式控制制語句的代碼塊，使代碼的可讀性和可維護性大幅提高。
6、任何對象或數據源都可以定製實現Linq適配器，為數據交互帶來真正方便。
支持以下公共語言運行時 (CLR) 方法和屬性，因為它們可以在查詢表達式中進行轉換以包含在OData服務的請求 URI 中：
| String成員 | 支持的 OData 函數 |
| Concat | string concat(string p0, string p1) |
| Contains | bool substringof(string p0, string p1) |
| EndsWith | bool endswith(string p0, string p1) |
| IndexOf | int indexof(string p0, string p1) |
| Length | int length(string p0) |
| Replace | string replace(string p0, string find, string replace) |
| Substring | string substring(string p0, int pos) |
| Substring | string substring(string p0, int pos, int length) |
| ToLower | string tolower(string p0) |
| ToUpper | string toupper(string p0) |
| Trim | string trim(string p0) |
| DateTime成員1 | 支持的 OData 函數 |
| Day | int day(DateTime p0) |
| Hour | int hour(DateTime p0) |
| Minute | int minute(DateTime p0) |
| Month | int month(DateTime p0) |
| Second | int second(DateTime p0) |
| Year | int year(DateTime p0) |
1也支持Visual Basic中等效的Microsoft.VisualBasic.DateAndTime的日期和時間屬性以及DatePart方法。
| Math成員 | 支持的 OData 函數 |
| Ceiling | decimal ceiling(decimal p0) |
| Ceiling | double ceiling(double p0) |
| Floor | decimal floor(decimal p0) |
| Floor | double floor(double p0) |
| Round | decimal round(decimal p0) |
| Round | double round(double p0) |
| Expression成員 | 支持的 OData 函數 |
| TypeIs | bool isof(type p0) |
客戶端或許還可以在客戶端上計算其他 CLR 函數。對於無法在客戶端上計算以及無法轉換為有效請求URI以便在伺服器上計算的任何錶達式，將引發 NotSupportedException。
