C# 基础知识系列-7 Linq详解

前言

在上一篇中简单介绍了Linq的入门级用法，这一篇尝试讲解一些更加深入的使用方法，与前一篇的结构不一样的地方是，这一篇我会先介绍Linq里的支持方法，然后以实际需求为引导，分别以方法链的形式和类SQL的形式写出来。

前置概念介绍

1. Predicate<T> 谓词、断言，等价于 Func<T,bool> 即返回bool的表达式
2. Expression<TDelegate> 表达式树，这个类很关键，但是在这里会细说，我们会讲它的一个特殊的泛型类型：Expression<Func<T,bool>> 这个在某些数据源的查询中十分重要，它代表lambda表达式中一种特殊的表达式，即没有大括号和return关键字的那种。

我们先准备两个类：

1. Student/学生类：

/// <summary>
/// 学生
/// </summary>
public class Student
{
    /// <summary>
    /// 学号
    /// </summary>
    public int StudentId { get; set; }
    /// <summary>
    /// 姓名
    /// </summary>
    public string Name { get; set; }
    /// <summary>
    /// 班级
    /// </summary>
    public string Class { get; set; }
    /// <summary>
    /// 年龄
    /// </summary>
    public int Age { get; set; }
}

1. Subject/科目类：

   /// <summary>
   /// 科目
   /// </summary>
   public class Subject
   {
       /// <summary>
       /// 名称
       /// </summary>
       public string Name { get; set; }
       /// <summary>
       /// 年级
       /// </summary>
       public string Grade { get; set; }
       /// <summary>
       /// 学号
       /// </summary>
       public int StudentId { get; set; }
       /// <summary>
       /// 成绩
       /// </summary>
       public int Score { get; set; }
   }
   

Subject 和Student通过学号字段一一关联，实际工作中数据表有可能会设计成这。

那么先虚拟两个数据源：IEnumerable<Student> students 和 IEnumerable<Subject> subjects。先忽略这两个数据源的实际来源，因为在开发过程中数据来源有很多种情况，有数据库查询出来的结果、远程接口返回的结果、文件读取的结果等等。不过最后都会整理成IEnumerable<T>的子接口或实现类的对象。

常见方法介绍

Where 过滤数据，查询出符合条件的结果

where的方法声明：

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

可以看出不会转换数据类型，通过给定的lambda表达式或者一个方法进行过滤，获取返回true的元素。

示例：

// 获取年纪大于10但不大于12的同学们
List<Student> results = students.Where(t=>t.Age >10 && t.Age<= 12).ToList();

注意在调用ToList之后数据才会实质上查询出来。

Group 分组，依照指定内容进行分组

Group的方法声明有很多种：

最常用的一种是：

public static IEnumerable<System.Linq.IGrouping<TKey,TSource>> GroupBy<TSource,TKey> (this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource,TKey> keySelector);

示例：

//将学生按照班级进行分组
List<IGrouping<string,Student>> list = students.GroupBy(p => p.Class).ToList();

OrderBy/OrderByDescending 进行排序，按条件升序/降序

它们是一对方法，一个是升序一个降序，其声明是一样的：

常用的是：

public static System.Linq.IOrderedEnumerable<TSource> OrderBy<TSource,TKey> (this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource,TKey> keySelector);

示例：

//按年龄的升序排列：
List<Student> results = students.OrderBy(p => p.Age).ToList();
//按年龄的降序排列：
List<Student> results = students.OrderByDescending(p => p.Age).ToList();

First/Last 获取数据源的第一个/最后一个

这组方法有两个常用的重载声明：

First：

// 直接获取第一个
public static TSource First<TSource> (this IEnumerable<TSource> source);
// 获取满足条件的第一个
public static TSource First<TSource> (this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource,bool> predicate);

Last：

// 直接获取最后一个
public static TSource Last<TSource> (this IEnumerable<TSource> source);
// 获取最后一个满足条件的元素
public static TSource Last<TSource> (this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource,bool> predicate);

示例：

Student student = students.First();// 等价于 students[0];
Student student = students.First(p=>p.Class == "一班");//获取数据源中第一个一班的同学

Student student = students.Last();//最后一个学生
Student student = students.Last(p=>p.Class == "三班");//获取数据源中最后一个三班的同学

注意：

• 在某些数据源中使用Last会报错，因为对于一些管道类型的数据源或者说异步数据源，程序无法确认最后一个元素的位置，所以会报错。解决方案：先使用OrderBy对数据源进行一次排序，使结果与原有顺序相反，然后使用First获取
• 当数据源为空，或者不存在满足条件的元素时，调用这组方法会报错。解决方案：调用FirstOrDefault/LastOrDefault，这两组方法在无法查询到结果时会返回一个默认值。

Any/All 是否存在/是否都满足

Any：是否存在元素满足条件

有两个版本，不过意思可能不太一样：

public static bool Any<TSource> (this IEnumerable<TSource> source);//数据源中是否有数据
//================
//是否存在满足条件的数据
public static bool Any<TSource> (this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource,bool> predicate);

All ：是否都满足条件：

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

示例：

// 是否有学生
bool isAny =  students.Any();
// 是否有五班的同学
bool isFive = students.Any(p=>p.Class == "五班");
// 是否所有学生的年纪都不小于9岁
bool isAll = students.All(p=>p.Age >= 9);

Skip 略过几个元素

Skip一共有三个衍生方法：

第一个：Skip 自己： 略过几个元素，返回剩下的元素内容

public static IEnumerable<TSource> Skip<TSource> (this IEnumerable<TSource> source, int count);

第二个：SkipLast，从尾巴开始略过几个元素，返回剩下的元素内容

public static IEnumerable<TSource> SkipLast<TSource> (this IEnumerable<TSource> source, int count);

第三个：SkipWhile，跳过满足条件的元素，返回剩下的元素

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

示例：

// 不保留前10个学生
List<Student> results = students.Skip(10).ToList();
// 不保留后10个学生
List<Student> results = students.SkipLast(10).ToList();
// 只要非一班的学生
List<Student> results = students.SkipWhere(p=>p.Class=="一班").ToList();
//上一行代码 等价于 = students.Where(p=>p.Class != "一班").ToList();

Take 选取几个元素

Take与Skip一样也有三个衍生方法，声明的参数类型也一样，这里就不对声明做介绍了，直接上示例。

//选取前10名同学
List<Student> results = students.Take(10).ToList();
// 选取最后10名同学
List<Student> results = students.TakeLast(10).ToList();
//选取 一班的学生
List<Student> results = students.TakeWhile(p=>p.Class=="一班").ToList();
// 上一行 等价于 = students.Where(p=>p.Class=="一班").ToList();

在使用Linq写分页的时候，就是联合使用Take和Skip这两个方法：

int pageSize = 10;//每页10条数据
int pageIndex = 1;//当前第一页
List<Student> results = students.Skip((pageIndex-1)*pageSize).Take(pageSize).ToList();

其中 pageIndex可以是任意大于0 的数字。Take和Skip比较有意思的地方就是，如果传入的数字比数据源的数据量大，根本不会爆粗，只会返回一个空数据源列表。

Select 选取

官方对于Select的解释是，将序列中的每个元素投影到新的表单里。我的理解就是，自己 定义一个数据源单个对象的转换器，然后按照自己的方式对数据进行处理，选择出一部分字段，转换一部分字段。

所以按我的理解，我没找到java8的同效果方法。（实际上java用的是map，所以没找到，