LINQ之路 5：LINQ查询表达式

书写LINQ查询时又两种语法可供选择：方法语法（Fluent Syntax）和查询表达式（Query Expression）。

LINQ方法语法的本质是通过扩展方法和Lambda表达式来创建查询。C# 3.0对于LINQ表达式还引入了声明式的查询表达式，也叫查询语法，通常来讲，它是创建LINQ查询的更加快捷的方式。尽管通过查询语法写出的查询比较类似于SQL查询，但实际上查询表达式的产生并不是建立在SQL之上，而是建立在函数式编程语言如LISP和Haskell中的list comprehensions(列表解析)功能之上。本篇会对LINQ查询语法进行详细的介绍。

我们在前一篇LINAQ方法语法中所举的示例：获取所有包含字母”a”的姓名，按长度排序并将结果转为大写。下面是与之等价的查询表达式语法：

        static void Main(string[] args)
        {
            string[] names = { "Tom", "Dick", "Harry", "Mary", "Jay" };

            IEnumerable<string> query =
                from n in names
                where n.Contains("a")     // Filter elements
                orderby n n.Length        // Sort elements, （orderby n 改为 orderby n.Length, 感谢网友搏击的小船发现该处错误）
                select n.ToUpper();        // Translate each element

            foreach (string name in query)
                Console.WriteLine(name);
        }

查询表达式总是以from子句开始，以select或者group子句结束。From子句定义了查询的范围变量（range variable），可以认为该变量是对输入sequence的一个遍历，就像foreach做的那样。下面这幅图描述了查询表达式的完整语法：

当然，.NET公共语言运行库（CLR）并不具有查询语法的概念。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。这意味着，我们用查询表达式写出来的LINQ查询都有等价的方法语法。对于上例中的查询表达式，编译器会转换成下面的方法语法：

            IEnumerable<string> query = names
                .Where  (n => n.Contains("a"))
                .OrderBy(n => n.Length)
                .Select (n => n.ToUpper());

然后，应用编译器对于方法语法的处理规则，上面的Where, OrderBy, Select查询运算符会绑定到Enumerable类中的相应扩展方法。

范围变量

范围变量是紧随from关键字之后定义的变量，一个范围变量指向当前操作符所对应的输入sequence中的当前元素。在我们的示例中，范围变量出现在每一个查询子句中，但要注意的是，变量实际是对不同sequence的遍历，因为Where、OrderBy、Select会有不同的输入sequence：

            IEnumerable<string> query =
                from n in names         //n是我们定义的范围变量
                where n.Contains("a")   //n直接来自names array
                orderby n.Length        //n来自filter之后的subsequent
                select n.ToUpper();     //n来自OrderBy之后的subsequent

当编译器把上面的查询语法翻译成方法语法后，我们会更清楚的看到范围变量的这种行为：

            IEnumerable<string> query2 = names
                .Where(n => n.Contains("a"))    //n直接来自names array
                .OrderBy(n => n.Length)         //n来自filter之后的subsequent
                .Select(n => n.ToUpper());      //n来自OrderBy之后的subsequent

除了from关键字后面的范围变量，查询表达式还允许我们通过下面的子句引入新的范围变量：

let
into
额外的from子句

稍后我们会在“LINQ中的子查询、创建策略和数据转换”一篇中讨论他们的使用方法和适用场景。

查询表达式和方法语法

查询表达式和方法语法各有所长。对下面的场景来讲，用查询表达式写出来得查询会更加简洁：

使用let关键字引入新的范围变量
在SelectMany、Join或GroupJoin后引用外部范围变量时

在简单的使用Where、OrderyBy、Select时，两种语法结构并没有大的差别，此时可以根据你的喜好任意选择。

对于只有单个查询运算符组成的查询，方法语法会更加简短和易于理解。

最后，对于没有对应查询表达式关键字的查询运算符，我们就只能选择方法语法了。下面是存在对应查询表达式关键字的运算符：Where、Select、SelectMany、OrderBy、ThenBy、OrderByDescending、ThenByDescending、GroupBy、Join、GroupJoin。

组合查询语法

当一个查询运算符没有对应的查询语法时，我们可以组合使用查询语法和方法语法。唯一的约束是查询中的每一个查询语法部分必须是完整的，如以from开始以select或group结束。如下例：

            string[] names = { "Tom", "Dick", "Harry", "Mary", "Jay" };

            // 计算包含字母”a”的姓名总数
            int matches = (from n in names where n.Contains("a") select n).Count();     // 3
            // 按字母顺序排序的第一个名字
            string first = (from n in names orderby n select n).First();     // Dick

这种组合语法通常在书写更加复杂的查询时会具有优势，像上面这种简单的查询，我们只需要使用方法语法就能收到很好的效果：

             int matches = names.Where(n => n.Contains("a")).Count();    //
             string first = (names.OrderBy(n => n)).First();     // Dick