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LINQ 标准查询运算符

什么是标准查询运算符？

两组标准查询运算符

扩展方法特性

查询语法 vs 方法语法

查询语法

方法语法

执行特性

核心功能

筛选（Where）

排序（OrderBy/OrderByDescending）

聚合（Count, Sum, Average, Max, Min）

分组（GroupBy）

投影（Select）

实际应用示例

重要注意事项

为什么使用标准查询运算符

最佳实践

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LINQ 标准查询运算符

什么是标准查询运算符？

标准查询运算符是构成语言集成查询 (LINQ) 模式的核心方法。它们是 C# 中实现 LINQ 查询功能的关键，提供包括筛选、投影、聚合、排序等功能。

两组标准查询运算符

LINQ 提供了两组标准查询运算符：

1. IEnumerable 组（内存中集合操作）

   • 由 System.Linq.Enumerable 类的静态方法实现
   • 作用于实现 IEnumerable<T> 接口的对象
   • 查询在枚举时执行

2. IQueryable 组（可查询数据源操作）

   • 由 System.Linq.Queryable 类的静态方法实现
   • 作用于实现 IQueryable<T> 接口的对象
   • 生成表达式树，由数据源（如 Entity Framework）转换为本机查询（如 SQL）

扩展方法特性

标准查询运算符作为扩展方法实现，这意味着：

• 可以使用实例方法语法调用（如 numbers.Where(...)）
• 实际上是静态方法，但编译器允许像实例方法一样调用
• 需要 using System.Linq; 指令将它们引入范围

查询语法 vs 方法语法

查询语法

var query = from num in numbers
            where num % 2 == 0
            orderby num
            select num;

方法语法

var query = numbers.Where(num => num % 2 == 0)
                   .OrderBy(num => num);

特点对比：

• 查询语法通常更简单、更易读
• 两种语法在语义上是等价的
• 某些查询（如计数、最大值）必须使用方法语法
• 标准查询运算符的参考文档通常使用方法语法

执行特性

• 立即执行：返回单一值的方法（如 Average, Sum）
• 延迟执行：返回序列的方法（如 Where, Select），返回可枚举对象

核心功能

筛选（Where）

var evenNumbers = numbers.Where(n => n % 2 == 0);

排序（OrderBy/OrderByDescending）

var sorted = numbers.OrderBy(n => n).ThenByDescending(n => n);

聚合（Count, Sum, Average, Max, Min）

int count = numbers.Count();
double average = numbers.Average();

分组（GroupBy）

var grouped = words.GroupBy(w => w.Length);

投影（Select）

var upperCase = words.Select(w => w.ToUpper());

实际应用示例

string sentence = "the quick brown fox jumps over the lazy dog";
string[] words = sentence.Split(' ');

// 查询语法
var query = from word in words
            group word.ToUpper() by word.Length into gr
            orderby gr.Key
            select new { Length = gr.Key, Words = gr };

// 方法语法
var query2 = words
    .GroupBy(w => w.Length, w => w.ToUpper())
    .Select(g => new { Length = g.Key, Words = g })
    .OrderBy(o => o.Length);

重要注意事项

1. 序列类型区别：

   • IEnumerable<T>：在内存中操作，查询在枚举时执行
   • IQueryable<T>：数据源可以优化查询（如 Entity Framework 转换为 SQL）

2. 非泛型集合支持：

   • Enumerable.Cast<TResult> 和 Enumerable.OfType<TResult> 允许查询非泛型集合

3. 查询的可组合性：

   • 可以将多个查询方法链接在一起，形成复杂查询

为什么使用标准查询运算符

• 提供一致的查询接口
• 使代码更简洁、可读性更高
• 允许在不同数据源上使用相同的查询模式
• 支持编译时错误检查

最佳实践

1. 优先使用查询语法，因为它更易读
2. 对于复杂操作或需要 lambda 表达式的情况，使用方法语法
3. 理解执行特性（延迟执行 vs 立即执行）
4. 对于数据库查询，使用 IQueryable<T> 以获得查询优化
5. 适当使用 AsEnumerable() 将 IQueryable 转换为 IEnumerable 以在内存中执行后续操作

标准查询运算符是 LINQ 的核心，掌握它们能让你编写出更清晰、高效且可维护的查询代码。

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