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LINQ 转换运算符：数据类型转换与查询执行

核心转换运算符

1. AsEnumerable

2. AsQueryable

3. Cast

4. OfType

5. ToArray

6. ToList

7. ToDictionary

8. ToLookup

转换运算符的使用场景

1. 强制立即执行查询

2. 处理非泛型集合

3. 从客户端方法中获取数据

与查询语法的对比

最佳实践

总结

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LINQ 转换运算符：数据类型转换与查询执行

LINQ 转换运算符用于将数据源转换为特定类型或强制立即执行查询。它们是 LINQ 查询的重要组成部分，使开发者能够灵活地处理和转换数据。

核心转换运算符

1. AsEnumerable

作用：返回类型为 IEnumerable<T> 的输入，隐藏类型的标准查询运算符的自定义实现。

用途：当需要在客户端执行查询而非服务器端时使用。

示例：

// 当需要在客户端执行查询（而非服务器端）
var query = from p in db.Products.AsEnumerable()
            where IsValidProduct(p)  // IsValidProduct 是客户端方法
            select p;

说明：AsEnumerable() 将 IQueryable<T> 转换为 IEnumerable<T>，使后续操作在客户端执行，而不是尝试转换为 SQL。

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2. AsQueryable

作用：将 IEnumerable<T> 转换为 IQueryable<T>。

用途：当需要将已枚举的集合转换回可查询形式时使用。

示例：

// 将已枚举的列表转换回可查询形式
IEnumerable<Product> products = GetProducts();
IQueryable<Product> queryableProducts = products.AsQueryable();

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3. Cast

作用：将集合的元素强制转换为指定类型。

用途：适用于非泛型集合（如 ArrayList）或需要将元素转换为子类型的情况。

示例：

// 将 object 集合转换为 string 集合
List<object> objects = new List<object> { "Hello", "World" };
IEnumerable<string> strings = objects.Cast<string>();

// 使用查询语法
var query = from str in objects.Cast<string>()
            select str;

注意：Cast 仅适用于拆装箱操作，如果转换失败会抛出异常。

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4. OfType

作用：根据指定类型筛选 IEnumerable 的元素。

用途：用于从非泛型集合中筛选特定类型的元素。

示例：

// 从混合类型集合中筛选出特定类型的元素
List<object> objects = new List<object> { "Hello", 123, new DateTime() };
IEnumerable<string> strings = objects.OfType<string>();

// 使用查询语法
var query = from obj in objects.OfType<string>()
            select obj;

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5. ToArray

作用：将集合转换为数组。

用途：强制立即执行查询，将结果存储在数组中。

示例：

// 将查询结果转换为数组
var query = from c in db.Customers
            where c.City == "London"
            select c;
Customer[] customersArray = query.ToArray();

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6. ToList

作用：将集合转换为 List<T>。

用途：强制立即执行查询，将结果存储在 List<T> 中。

示例：

// 将查询结果转换为列表
var query = from e in db.Employees
            where e.HireDate >= new DateTime(1994, 1, 1)
            select e;
List<Employee> employeesList = query.ToList();

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7. ToDictionary

作用：根据键选择器函数将元素放入 Dictionary<TKey, TValue> 中。

用途：创建基于键的字典，便于快速查找。

示例：

// 将查询结果转换为字典
var query = from p in db.Products
            where p.UnitsInStock <= p.ReorderLevel && !p.Discontinued
            select p;
Dictionary<int, Product> productDictionary = query.ToDictionary(p => p.ProductID);

// 使用字典
Console.WriteLine(productDictionary[123].ProductName);

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8. ToLookup

作用：根据键选择器函数将元素放入 Lookup<TKey, TElement> 中（一对多字典）。

用途：解决 ToDictionary 无法处理重复键的问题。

示例：

// 将查询结果转换为Lookup
var query = from p in db.Products
            select p;
ILookup<string, Product> productLookup = query.ToLookup(p => p.Category);

// 获取特定类别的所有产品
var electronics = productLookup["Electronics"];

转换运算符的使用场景

1. 强制立即执行查询

当需要在查询执行前获取数据（例如，避免多次查询数据库）时，使用 ToArray()、ToList()、ToDictionary() 或 ToLookup()。

// 强制执行查询并存储结果
var query = from p in db.Products
            where p.Price > 100
            select p;

// 之后可以多次使用结果，而不会再次查询数据库
Product[] expensiveProducts = query.ToArray();
Product[] moreExpensive = query.Where(p => p.Price > 200).ToArray();

2. 处理非泛型集合

当处理非泛型集合（如 ArrayList）时，使用 Cast 或 OfType。

ArrayList mixedList = new ArrayList { "Hello", 123, new DateTime() };
IEnumerable<string> strings = mixedList.OfType<string>();

3. 从客户端方法中获取数据

当查询中包含无法转换为 SQL 的客户端方法时，使用 AsEnumerable()。

// 无法转换为 SQL 的方法，需要在客户端执行
var query = from p in db.Products.AsEnumerable()
            where IsProductValid(p)  // 这是客户端方法
            select p;

与查询语法的对比

运算符	作用	语法示例
AsEnumerable()	将 IQueryable<T> 转为 IEnumerable<T>	db.Products.AsEnumerable()
ToArray()	将结果转为数组	query.ToArray()
ToList()	将结果转为 List<T>	query.ToList()
ToDictionary()	将结果转为字典	query.ToDictionary(p => p.Id)
ToLookup()	将结果转为一对多字典	query.ToLookup(p => p.Category)
Cast<T>()	强制转换集合元素类型	objects.Cast<string>()
OfType<T>()	筛选特定类型的元素	objects.OfType<string>()

最佳实践

1. 优先使用 AsEnumerable() 而不是 ToArray()：当只需要在客户端执行查询而不必存储结果时，AsEnumerable() 更高效，因为它不会创建额外的数组。

2. 避免不必要的转换：仅在需要时使用转换运算符，过度使用会降低性能。

3. 使用 ToList() 或 ToArray() 避免多次查询：当需要多次使用查询结果时，使用转换运算符强制执行查询，避免多次访问数据库。

4. 注意 ToDictionary 和 ToLookup 的区别：ToDictionary 适用于唯一键，而 ToLookup 允许重复键。

总结

LINQ 转换运算符是 LINQ 查询的强大工具，使开发者能够：

• 控制查询执行时机（立即执行 vs 延迟执行）
• 转换数据类型
• 处理不同类型的集合
• 与客户端方法集成

理解这些运算符的使用场景和区别，能帮助你编写更高效、更可读的 LINQ 查询代码。记住：转换运算符不是 LINQ 查询的替代品，而是增强查询功能的工具。

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