LINQ入门（中篇）

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到现在为止你还未触碰LINQ，那进来吧 —— LINQ入门（中篇）
前 言
　　在上篇中简单的分享了LINQ的基础概念及基础语法，如果没有阅读过上篇的朋友可以点击这里。感谢大家的支持，本篇我们将更进一步的学习LINQ的一些相关特性及应用方法。废话不多说，请往下阅读吧。
延迟加载
　　在上篇中简单的和大家提到了LINQ具有一个很有意思的特性那就是“延迟加载”（或“延迟计算”），什么是延迟加载呢？先看来自官方的描述：延迟执行意味着表达式的计算延迟，直到真正需要它的实现值为止。是不是觉得有点生涩难理解呢？按照我个人的理解通俗的讲就是，每当我们编写好一段LINQ表达式时，此时这个表达式所代表的序列变量仅仅只是一个代理，编译器在执行编译时根本就不鸟这段代码，检查完语法正确性后直接跳过，直到代码在编译器动态运行序列变量在其他代码块被调用时，它所代理的linq表达式才会执行。啊~~看到这里你是不是要晕了，到底要怎么理解啊，无废话上代码：

1 // 已知一个序列
 2 var array = new int[] {1, 2, 3};
 3 
 4 // 编写一段LINQ表达式获得一个序列变量query
 5 // 注意，这个变量仅仅是一个代理，在执行编译的时候，编译器检查完
 6 // 该代码的正确性后直接跳过，不再理会
 7 var query = from arr in array
 8             where arr > 1
 9             select arr;
10 
11 // 调用上述序列变量query，此时上述的LINQ表达才会执行。注意此时已是在
12 // 编译器Runtime 的情况下执行
13 foreach(var q in query)
14     Console.WriteLine(q.ToString());

如果你觉得上述例子不能让你有个深刻的理解，那么请看来自MSDN的例子

1 public static class LocalExtensions
 2 {
 3     public static IEnumerable<string>
 4       ConvertCollectionToUpperCase(this IEnumerable<string> source)
 5     {
 6         foreach (string str in source)
 7         {
 8             Console.WriteLine("ToUpper: source {0}", str);
 9             yield return str.ToUpper();
10         }
11     }
12 }
13 
14 class Program
15 {
16     static void Main(string[] args)
17     {
18         string[] stringArray = { "abc", "def", "ghi" };
19         // 这里方法 ConvertCollectionToUpperCase 是不会在编译时进行调用核查的，直到下面的foreach调用变量 q 此方法才会执行
20         var q = from str in stringArray.ConvertCollectionToUpperCase()
21                 select str;
22 
23         foreach (string str in q)
24             Console.WriteLine("Main: str {0}", str);
25     }
   }

注意，ConvertCollectionToUpperCase 是一个静态扩展方法，后续讲解，如果你对.net 2.0 的 yeild 不熟悉的网上查阅吧，这里就不做介绍了。

// 输出结果
// ToUpper: source abc
// Main: str ABC
// ToUpper: source def
// Main: str DEF
// ToUpper: source ghi
// Main: str GHI

　　小结，延迟加载有好也有坏，由于是在Runtime的情况下执行序列，所以就容易造成未知异常，断点打错等等，所以编码LINQ是一定要考虑到它的这个特性。
lambda 表达式
　　了解完延迟加载后，那么现在我们需要简单的学习一下.net 3.5 给我们带来的新特性lambda表达式，在上篇的评论中，有园友问lambda和linq有什么关系，在这里其实他们没有任何关系，是完全不同的东西，但是我们为什么要掌握它呢？因为在后续的学习中会使用大量的lambda表达，他可以使我们的代码更优雅更有可读性，大大提高了我们的编码效率。
　　那么在学习lambda之前，先来回顾一下.net 2.0给我们带来的委托 delegate ，这个你一定不会感到陌生吧，而且一定会常用他。对于委托这里就不做详细的介绍了，要复习委托的在网上查阅吧。通过委托，我们可以得到一个东西“匿名方法”。咦，是不是觉得很眼熟，呵呵，用代码来加深回忆吧

public delegate void SomeDelegate1;
public delegate void SomeDelegate2(arg 1, arg 2);

// 匿名方法
SomeDelegate1 del1 += delegate() {...};
SomeDelegate2 del2 += delegate(arg1, arg2) {...}

上面的代码中我们看到在.net 2.0时代，我们可以通过delegate创建匿名方法，提高编码的灵活性，那么lambda和这个有什么关系呢，lambda对匿名方法进行了升华。看代码：

public delegate void SomeDelegate1;
public delegate void SomeDelegate2(arg 1, arg 2);

// 匿名方法
SomeDelegate1 del1 += () => {...};
SomeDelegate2 del2 += (arg1, arg2) => {...}

呵呵，是不是觉得有点不可思议呢，言归正传什么是lambda表达式呢，来自官方的定义：“Lambda 表达式”是一个匿名函数，它可以包含表达式和语句，并且可用于创建委托或表达式树类型。所有 Lambda 表达式都使用 Lambda 运算符 =>，该运算符读为“goes to”。 该 Lambda 运算符的左边是输入参数（如果有），右边包含表达式或语句块。 Lambda 表达式 x => x x 读作“x goes to x times x”。在定义里提到了表达式树，这是高阶晋级的话题，这里就不做讨论了，我们先把精力放在入门与实战应用上。
常规的lambda表达式如下：
(parameters) => {expression}
当指定的委托类型没有参数是表达式可以如下
() => {expression} 例：() => {/执行某些方法*/}
如果表达右侧花括号里只有一个表达例如一元表达式，二元表达式等等，又或者是一个方法时那么花括号可以省略如下：
(x) => x; // 最简表达式

(x, y) => x == y;

() => SomeMethod();
注意，如果右侧的表达式存在花括号"{}"，而且委托是具有返回类型的，那么表达式必须带上 return 关键字，如下：
(x, y) => {return x == y;};
到此我们已对lambad 表达式有了一定的掌握与了解。那么我们扩展一下，在.net 3.5中，ms 给我们提供了两个泛型委托 分别是 Fun<T> 和 Action <T> 他们可以帮助我们省去了返回创建常用委托的麻烦，提高编码效率。
共同点：它们至多提供委托传递6个参数（任意类型）；
不同点：Fun 要求必须具有返回类型，而Action则必须不返回类型，规定返回 void
示例：
Fun<int, int, bool> fun = (a, b) => a==b;

Action<string> action = (p) => Console.Write(p);
小结，lambda 对我个人而言是个又爱又恨啊，不过爱多一点，它使我们写更少的代码做更多的事，但是在调试时一旦修改表达式内容，那么当前调试要么停止，要么重新开始，ms要是在这方面做得更完美些就好啦。不过它也间接提醒我们要有好的编码设计思维。
静态扩展方法
　　说完lambda，那么我们就进一步了解一下.net 3.5的另一个新特性“静态扩展方法”，什么是静态扩展方法呢，官方定义：扩展方法使您能够向现有类型“添加”方法，而无需创建新的派生类型、重新编译或以其他方式修改原始类型。 扩展方法是一种特殊的静态方法，但可以像扩展类型上的实例方法一样进行调用。简单的说就是我们可以向一个已知的类型在不通过继承，复写等操作的情况下添加一个方法，以便类型的实例可以直接使用该方法。示例如下：

static class A
{
    // 这里的p1,p2 仅作为示例，实际中我们不一定需要
    public static int ExtendMethod1(this string input,string p1, string p2)
    {
         return int.Parse(input + p1 + p2);
    }

     // 泛型方法
     public static TOutput, ExtendMethod2<TOutput>(this object obj);
     {
           return (TOutput)obj;
     }
}

class B
{
　　void Main()
   {
      var a = "1";
      var result = a.ExtendMethod1("2","3");
      // result：123
   }
}

注意,方法的 static 是必须的，而且需在静态类里。第一个参数 this 是必须的，紧跟着 this 后面的需要扩展的类型实例参数，也是必须的。至于后面的方法调用传递参数就因个人所需了。
　　既然我们学习了静态扩展方法，那么它和LINQ又有什么关系呢？在System.Linq的命名空间中提供了大量的静态扩展方法，这些静态方法本身就对linq表达式的封装，这样我们就可以省去了编写简单的linq表达式的步骤。如下：

var array = new int[]{1,2,3,4,5};

var query1 = from arr in array
             select arr;

var query2 = array.Select(e => e);

上面的示例中 query1 和 query2 是等价的，通过 query2 我们是不是又可以偷懒了很多，呵呵。
再来点带where的

var array = new int[]{1,2,3,4,5};

var query1 = from arr in array
             where arr > 2
             select arr;

var query2 = array.Where(e => e > 2);

再来一个复合型的
var array = new int[]{1,2,3,4,5};

var max = (from arr in array.Where(e => e > 2)
           select arr).Max();

是不是觉得很cool。由于篇幅的关系在这里就不逐一的去接受这些静态方法了，下面是一些常用的静态方法列表，感兴趣的去MSDN查阅详细吧。
Aggregate , All , Any , AsEnumerable , Average , Cast , Concat , Contains, Count, DefaultIfEmpty , Distinct , ElementAt, ElementAtOrDefault ,Empty , Except , First, FirstOrDefault , GroupBy , GroupJoin , Intersect , Join , Last , LastOrDefault , LongCount , Max , Min , OfType ,OrderBy ,OrderByDescending , Range , Repeat , Reverse , Select , SelectMany , SequenceEqual , Single , SingleOrDefault , Skip , SkipWhile , Sum ,Take, TakeWhile , ThenBy , ThenByDescending , ToArray , ToDictionary , ToList, ToLookup, Union，Where
Cast<T> 和 OfType<T> 静态扩展方法
　　在最后我们还是要注意两个常用的静态方法Cast<T>, OfType<T> 。它们的共同点是都能把非IEnumerable<T> 类型的集合转换成IEnumerable<T>类型，然后再
进行LINQ操作，如下

var dt = new DataTable();
dt.Columsn.Add("A", typeof(int));

var newRow1 = dt.NewRow();
newRow1["A"] = 1;

var newRow2 = dt.NewRow();
newRow2["A"] = 2;

dt.Rows.Add(newRow1);
dt.Rows.Add(newRow2);

var query1 = dt.Rows.Cast<DataRow>().Select(e=>(int)e["A"]);
var query2 = dt.Rows.OfType<DataRow>().Select(e=>(int)e["A"]);

这样我们就可以得到看上去两个相同的序列，在这里要注意：MSDN上的说明存在误导，MSDN对于OfType<T>的解释存在偏差，实际上经本人反复敲代码验证，得到的结论是，Cast对序列进行强制转换，一旦转换不成功则抛出异常。OfType则是一旦转换不成功，则不会抛出异常，但是将会得到一个空序列。见下面代码：

var arr1 = new string[] { "1","2","test" };
var arr2 = arr1.Cast<int>();
var arr3 = arr1.OfType<int>();

//通过Cast转换，则会抛出异常
foreach (var i in arr2)
     Console.WriteLine(i.ToString());

//通过OfType转换，有异常但是不会抛出并得到一个空序列
foreach (var i in arr3)
      Console.WriteLine(i.ToString());

Console.Read();

总 结
　　本文到此，我们已对LINQ涉及的应用有了进一步的了解。学习什么是linq的延迟加载，lambda和linq是否有暧昧关系。以及静态扩展方法对linq的辅助作用。也许你会问既然可以用静态扩展方法替代编写linq，那么二者怎么择取呢，据砖家叫兽提议我们应该先以linq命名空间下的静态扩展方法为主，实在是很复杂的linq表达式，我们再考虑使用linq本身的表达式编写。后续我们将分享学习LINQ更贴近实战应用的知识，linq to dataset, linq to xml, linq to sql, linq to entities.
　　感谢您的阅读，如果有说得不对的地方请指正。

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