LINQ 学习之路

一、为什么要使用 LINQ

要理解为什么使用 LINQ，先来看下下面的例子

例子：要统计字符串中每个字母出现的频率（忽略大小写），然后按照从高到低的顺序输出出现频率高于2次和其出现的的频率。如果用传统的 Sql 语句来写，一定是非常的繁杂，如果用 LINQ 语句来写，效果如下

string strs = "hello word, Hehehe";
var items = strs.Where(c => char.IsLetter(c)) //过滤非字符
            .Select(c => char.IsLower(c))  //大小写都转换成小写
            .GroupBy(c => c) //根据字母进行分组
            .Where(g => g.Count() > 2) //过滤掉出现次数 <=2
            .OrderByDescending(g => g.Count()) //按次数排序
            .Select(g => new { Char = g.Key, Count = g.Count() });

使用 Linq 来实现，简单、清晰、明了。这里就体现了 LINQ 的一大好处：让数据处理变得简单

二、揭秘 LINQ 方法的背后

了解 LINQ 方法背后做了些什么，可以让我们更好的使用 LINQ。下面以 Wherr 方法为例，写一个我们自己的 MyWhere 方法

LINQ 提供了很多集合的扩展方法，配合 lambda 能简化数据处理

例子：有一个 [3, 15, 88, 4, 77, 42, 8] 的数组，要得到它 >10 的值

int[] num = new int[] { 3, 15, 88, 4, 77, 42, 8 };
//使用原本的Where
IEnumerable<int> result = num.Where(r => r > 10);
foreach (int i in result)
{
    Console.WriteLine(i);
});
}

static void Main(string[] args)
{
    int[] num = new int[] { 3, 15, 88, 4, 77, 42, 8 };
    //使用我们自己写的MyWhere方法
    var result2 = MyWhere2(num, r => r > 10);
    foreach (int i in result2)
    {
        Console.WriteLine(i);
    }
}
public static IEnumerable<int> MyWhere(IEnumerable<int> items, Func<int, bool> f)
{
    List<int> result = new List<int>();
    foreach (var i in items)
    {
        if (f(i) == true)
        {
            result.Add(i);
        }
    }
    return result;
}

在上述代码中，MyWhere 方法是根据我们的需求来写的一个扩展方法，它要求传入一个IEnumerable 类型的参数和一个 Func<int,bool> 委托类型的参数，在方法中，新建一个 List 集合用于存值，遍历传入的数组，符合条件就存入集合中，最后返回集合。

三、LINQ 的扩展方法

LINQ 关键的功能是提供了集合类的扩展方法，所以实现了 IEnumerable 接口的类都可以使用这些方法，这是方法并不是 IEnumerable 中的方法，而是以扩展方法的存在于System.Linq 命名空间的静态类中

准备一些测试数据

class Employee
{
    public long Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public bool Gender { get; set; }
    public int Salary { get; set; }
    public override string ToString()
    {
        return $"Id={Id},Name={Name},Age={Age},Gender={Gender},Salary={Salary}";
    }
}

Where（数据过滤）

Where 方法是根据条件对数据进行过滤

语法如下：

IEnumerable<Employee> items = list.Where(e => e.Age > 25);
foreach (var item in items)
{
    Console.WriteLine(item);
}

Count（获取数据条数）

语法如下：

 //返回一个数字，表示指定序列中满足条件的元素个数。
 Console.WriteLine(list.Count(e => e.Salary > 5000 || e.Age > 25));

Any（判断是否有一条数据满足条件）

语法如下：

//是否至少有一条数据
//性能比 Count 要高，Count 会遍历所有数据才返回结果，Any 在遍历数据时遇到满足条件的数据就直接返回结果
Console.WriteLine(list.Any(e => e.Salary == 8000));
Console.WriteLine(list.Where(e=>e.Salary>8000).Any());

Single、SingleOrDefault、First、FirstOrDefault（获取一条数据）

语法如下：

//有且只有一条数据，如果没有符合条件的数据或者存在大于一条符合条件的数据，都会报错
Console.WriteLine(list.Single(s => s.Name == "张德开"));
//有且只有一条数据，返回该条数据，否则返回默认值，如果匹配到多条数据，则会报错
Console.WriteLine(list.SingleOrDefault(s => s.Age == 18));
//匹配到多条数据时，返回第一条数据，没有匹配到数据时，则会报错
Console.WriteLine(list.First(e => e.Age > 30));
//匹配到多条数据时，返回第一条数据，否则返回默认值
Console.WriteLine(list.FirstOrDefault(e => e.Age > 30));

OrderBy、OrderByDescending（排序）

语法如下：

 //升序排序
 IEnumerable<Employee> e = list.OrderBy(s => s.Age);
 //降序排序
 e = list.OrderByDescending(s => s.Salary);
 e = list.OrderByDescending(s => s.Name[s.Name.Length - 1]);
 //可以在OrderBy、OrderByDescending后面继续使用ThenBy、ThenByDescending进行多规则排序
 e = list.OrderBy(s => s.Age).ThenBy(s => s.Salary);
 foreach (var item in e)
 {
     Console.WriteLine(item);
 }

Sike()、Take()（限制结果集）

语法如下：

// Skip(n) 跳过 n 条数据，Take(n) 获取 n 条数据
var items2 = list.Skip(3).Take(2);
items2 = list.Where(e => e.Age >= 25).OrderBy(e => e.Age).Skip(2).Take(3);
foreach (var item in items2)
{
 Console.WriteLine(item);
}

聚合函数

Max（最大值）、Min（最小值）、Average（平均值）、Sun（总和）、Count（总数）

语法如下：

//最大年龄
Console.WriteLine(list.Max(e => e.Age));
//最低工资
Console.WriteLine(list.Min(e => e.Salary));
//平均工资
Console.WriteLine(list.Average(e => e.Salary));
//所有人总工资
Console.WriteLine(list.Sum(e => e.Salary));
//女员工数量
Console.WriteLine(list.Count(e => e.Gender == false));

GroupBy（分组）

GroupBy 方法的参数 keySelector 是分组条件表达式，GroupBy 方法的返回值为IGrouping<TKey, TSource> 类型的泛型 IEnumerable。IGrouping 是继承自 IEnumerable的接口，IGrouping 中唯一的成员就是 Key 属性，表示这一组数据的数据项，由于IGrouping 是继承自 IEnumerable 接口的，因此我们依然可以使用 Count、Min、Average等方法对组内数据进行聚合运算

语法如下：

 //根据年龄进行分组
 IEnumerable<IGrouping<int, Employee>> items3 = list.GroupBy(e => e.Age);
 foreach (IGrouping<int, Employee> g in items3)
 {
     Console.WriteLine(g.Key);
     foreach (Employee e in g)
     {
         Console.WriteLine(e);
     }
 }

综合案例：

//根据年龄分组，获取每组人数，最大工资，平均工资，用var简化编程
var item3 = list.GroupBy(e => e.Age);
foreach (var g in item3)
{
    Console.WriteLine("每组人数：" + g.Count());
    Console.WriteLine("最大工资：" + g.Max(e => e.Salary));
    Console.WriteLine("平均工资：" + g.Average(e => e.Salary));
    foreach (var e in g)
    {
        Console.WriteLine(e);
    }
}

Select（投影）

可以对集合使用 Select 方法进行投影操作，通俗来讲就是把集合中的每一项逐渐转换为另外一种类型，Select 方法的参数是转换的表达式。

语法如下：

//把集合中的每一项转换成另一个类型
var items4 = list.Select(e => e.Age);
//Select 方法把 bool 的 Gender 转换为字符串类型，Select 方法的返回值为 IEnumerable<string> 类型
var items4 = list.Where(e => e.Salary > 5000).Select(e => e.Gender ? "男" : "女");
//根据年龄分组，然后统计各组人数、年龄、最高工资、最低工资
var items4 = list.GroupBy(e => e.Age).Select(s => new { NianLing = s.Key, MaxS = s.Max(e => e.Salary), MinS = s.Min(e => e.Salary), RenShu = s.Count() });
foreach (var e in items4)
{
    Console.WriteLine(e.NianLing + ',' + e.MaxS + "," + e.MinS + ',' + e.RenShu);
}

集合转换

语法如下：

// ToList() 将其他类型转换为 List<T> 类型
List<Employee> empList = list.Where(e => e.Age > 25).ToList();
// ToArray() 将其他类型转换为数组
Employee[] empArr = list.Where(e => e.Salary > 5000).ToArray();

链式调用

上述介绍的这些方法，Where、Count、OrderBy、GroupBy 等方法的返回值都是 IEnumerable 类型，因此它们是可以链式调用的

//获取 id>2 的数据，然后按照 Age 分组，并且把分组按照 Age 排序，然后取出前三条，最后再投影取得年龄、人数、平均工资
var items5 = list.Where(e => e.Id > 2).GroupBy(g => g.Age).OrderBy(g => g.Key).Take(3)
                .Select(e => new { LianLin = e.Key, renShu = e.Count(), pingJun = e.Average(e => e.Salary) });
foreach (var i in items5)
{
    Console.WriteLine(i.pingJun + "," + i.renShu + "," + i.pingJun);
}

四、LINQ 的另一种写法

LINQ 有两种语法，分别为方法语法和查询语法

//方法语法：使用Where、OrderBy、Selsect等扩展方法来查询数据的写法叫做Linq方法语法
var items6 = list.Where(e => e.Salary > 3000).OrderBy(e => e.Age)
                .Select(e => new { e.Name, e.Age, XB = e.Gender ? "男" : "女" });

//查询语法：使用 LINQ 声明性查询语法编写的查询语句，在编译代码时，查询语法必须转换为针对.Net公共语言的的调用，这些方法的调用会调用标准查询运算符
var items7 = from e in list
             where e.Salary > 3000
             orderby e.Age
             select new
             {
                 e.Name,
                 e.Age,
                 XB = e.Gender ? "男" : "女"
             };

方法语法

“方法语法” 并没有发明新的语法，用的都是扩展方法、Lambda 表达式等 C# 中已经存在的语法，而 “查询语法” 则是新的 C# 语法 。编译器会把 “查询语法” 编译成 “方法语法” 形式，因此它们在运行时没有区别。所有的 “查询语法” 都能改写成 “方法语法”，所有的 “方法语法”也能改写成 “查询语法” 。

查询语法

“查询语法” 看起来更加新颖，而且比 “方法语法” 需要写的代码会少一点，但在编写复杂的查询条件的时候，用 “方法语法” 编写的代码会更清晰

五、小练习

练习一

"85，34，23，45，12，67，60" 计算这些数的平均值

 string s = "85,34,23,45,12,67,60";
 var avg = s.Split(',').Select(e => Convert.ToInt32(e)).Average();
 Console.WriteLine(avg);

练习二

统计一个字符串中每个字母出现的频率（忽略大小写），然后按照从高到低的顺序输出出现频率高于2次的单词和出现的频率

string s = "Hello word Hehehe Hahaha";
var items7 = s.Where(e => char.IsLetter(e)).Select(e => char.ToLower(e)).GroupBy(c => c)
    .Select(g => new { g.Key, Count = g.Count() }).OrderBy(g => g.Count).Where(g => g.Count > 2);
foreach (var item in items7)
{
    Console.WriteLine(item);
}