一篇文章搞明白ASP.Net Core LINQ基本操作

为什么要使用LINQ

LINQ中提供了很多集合的扩展方法，配合lambda能简化数据处理。

例如我们想要找出一个IEnumerable<int>中所有大于10的元素，使用LINQ则可以这样写

static void Main(string[] args)
{
    int[] nums = new int[] { 3, 5, 6, 5, 10, 12, 14, 7 };
    IEnumerable<int> res = nums.Where(a => a > 10);
    foreach (int i in res)
        Console.WriteLine(i);
}

其中使用IEnumerable要using System.Collections.Generic;

使用Where方法要using System.Linq;，该方法会遍历每个元素然后去判断是否大于10

LINQ背后原理

为了解LINQ背后的原理，我们首先去实现一个简单的Where方法

第一种方案：

static IEnumerable<int> MyWhere1(IEnumerable<int> items, Func<int, bool> f)
{
    List<int> res = new List<int>();
    foreach (int i in items)
        if (f(i) == true)
            res.Add(i);
    return res;
}

第二种方案：

static IEnumerable<int> MyWhere2(IEnumerable<int> items, Func<int, bool> f)
{
    List<int> res = new List<int>();
    foreach (int i in items)
        if (f(i) == true)
            yield return i;
}

那么这两种方案的区别是什么？第一种方案是把所有元素全部检查一遍，把符合要求的元素放到List<int> res里面，然后返回res；然而第二种方案使用yield，是一种“流水线”方式处理，找到符合条件的元素立即返回，返回后Console.WriteLine立即能够打印，从而提高了数据处理效率。

LINQ的常用扩展方法

LINQ提供了很多扩展方法，大部分都在System.Linq命名空间中。

接下来准备一些数据，用于下面的操作。

首先定义一个员工类，里面有姓名工资等成员。

class Employee
{
    public int 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}";
    }

}

然后再Main方法中创建实例导入数据，并将所有实例保存到列表中。

List<Employee> lst = new List<Employee>();
lst.Add(new Employee { Id = 1, Name = "jerry", Age = 28, Gender = true, Salary = 5000 });
lst.Add(new Employee { Id = 2, Name = "jim", Age = 33, Gender = true, Salary = 3000 });
lst.Add(new Employee { Id = 3, Name = "lily", Age = 35, Gender = false, Salary = 9000 });
lst.Add(new Employee { Id = 4, Name = "lucy", Age = 16, Gender = false, Salary = 2000 });
lst.Add(new Employee { Id = 5, Name = "kimi", Age = 25, Gender = true, Salary = 1000 });
lst.Add(new Employee { Id = 6, Name = "nancy", Age = 35, Gender = false, Salary = 8000 });
lst.Add(new Employee { Id = 7, Name = "zack", Age = 35, Gender = true, Salary = 8500 });
lst.Add(new Employee { Id = 8, Name = "jack", Age = 33, Gender = true, Salary = 8000 });

Where方法

该方法会遍历每个元素然后去判断是否符合条件，符合条件的元素则被返回。

IEnumerable<Employee> res = lst.Where(e => e.Age > 20); //把年龄大于20的返回过来

foreach (Employee e in res)
    Console.WriteLine(e);

返回结果

ID=1, Name=jerry, Age=28, Gender=True, Salary=5000
ID=2, Name=jim, Age=33, Gender=True, Salary=3000
ID=3, Name=lily, Age=35, Gender=False, Salary=9000
ID=5, Name=kimi, Age=25, Gender=True, Salary=1000
ID=6, Name=nancy, Age=35, Gender=False, Salary=8000
ID=7, Name=zack, Age=35, Gender=True, Salary=8500
ID=8, Name=jack, Age=33, Gender=True, Salary=8000

Count方法

该方法会返回符合条件的元素的个数

Console.WriteLine(lst.Count(e=>e.Salary>8000));

返回结果

2

Any方法

该方法会判断是否存在至少一个元素符合条件。另外，如果传入的参数为空，则会判断IEnumerable（或者实现了IEnumerable接口的其他类，如List）是否存在元素。

如以下代码

List<int> test = new List<int>();
Console.WriteLine(test.Any());

由于列表为空，test.Any()返回的就是false

如果判断是否存在Employee类型的元素于lst中，则代码如下，其返回值为true

Console.WriteLine(lst.Any(e=>e.Salary>8000));

同样的，我们使用Count方法也可以达成此目的（判断返回元素个数是否为0），但是Count方法相对于Any方法效率较低。

这是因为Any找到一个符合条件的元素会立即返回，而Count方法是统计个数，找到一个符合元素后还要继续向后找。

有关一条数据的方法

有关一条数据的方法有好几种，不过在细节上略有不一样，所以我们把他们放一块介绍。

Signle方法

Employee elem = lst.Single(e => e.Salary > 8000);  //错误，有多条数据满足条件
Employee elem = lst.Single(e => e.Salary > 8500);    //正确，仅一条数据满足条件

SingleOrDefault方法

对于SingleOrDefault，当且仅当存在一条数据满足条件，返回该数据；如果存在多条则报错；如果不存在则返回默认值。

Employee elem = lst.SingleOrDefault(e=>e.Salary>8000);  //错误，有多条数据满足条件
Employee elem = lst.SingleOrDefault(e=>e.Salary>8500);    //正确，仅一条数据满足条件

下面我们来看下默认值的情况

int[] nums = new int[] { 1, 2, 3 };
int i = nums.SingleOrDefault(i => i > 10);
Console.WriteLine(i);

由于不存在大于10的整型数字，所以该方法返回变量i的默认值，输出结果为0

First方法

该方法要求数据至少有一条满足条件，并且只返回查询到的第一条数据。

Employee test = lst.First(e=>e.Salary>9000);    //报错，不存在数据满足条件

//正确，满足年龄大于16的有多条，仅按照我们添加数据的顺序返回第一条
Employee test = lst.First(e=>e.Age>16);
Console.WriteLine(test);

输出结果

ID=1, Name=jerry, Age=28, Gender=True, Salary=5000

FirstOrDefault方法

该方法返回符合条件的第一条数据，否则返回默认值

如下方代码，从数组中返回一个大于2的整数，其输出结果为3

int[] nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
int i = nums.FirstOrDefault(e => e > 2);
Console.WriteLine(i);

我们再来看看返回默认值的情况

int[] nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
int i = nums.FirstOrDefault(e => e > 10);
Console.WriteLine(i);

由于数组中不存在大于10的数，所以i的值就是其默认值0

排序方法

一般排序

排序方法有两种

二者用法几乎一致，此处仅演示OrderBy方法

IEnumerable<Employee> res2 = lst.OrderBy(e => e.Age);
foreach (Employee e in res2)
    Console.WriteLine(e);

其输出结果为

ID=4, Name=lucy, Age=16, Gender=False, Salary=2000
ID=5, Name=kimi, Age=25, Gender=True, Salary=1000
ID=1, Name=jerry, Age=28, Gender=True, Salary=5000
ID=2, Name=jim, Age=33, Gender=True, Salary=3000
ID=8, Name=jack, Age=33, Gender=True, Salary=8000
ID=3, Name=lily, Age=35, Gender=False, Salary=9000
ID=6, Name=nancy, Age=35, Gender=False, Salary=8000
ID=7, Name=zack, Age=35, Gender=True, Salary=8500

很显然数据已经按照年龄从小至大的顺序进行排序了。

此外应该注意的是，该方法必须有参数。如果想要对一个数组进行排序，正确写法如下

int[] nums2 = new int[] { 3, 1, 2, 4, 5, 6 };
IEnumerable<int> resNum = nums2.OrderBy(i => i);
//写成nums2.OrderBy()是错误的

多排序

所谓多排序，就是按照一个条件对数据进行排序后，存在多个数据该条件下的值一致，然后再对这些值一致的数据按照其他条件排序。

其方法也有两个，一般是在OrderBy()或OrderByDescending()之后调用

我们对文章上方的数据首先按照对年龄进行排序，然后对年龄一致的员工再按照工资进行逆排序，编写代码如下：

IEnumerable<Employee> sortTest = lst.OrderBy(x => x.Age).ThenByDescending(x => x.Salary);
foreach (Employee emp in sortTest)
    Console.WriteLine(emp);

输出如下：

ID=4, Name=lucy, Age=16, Gender=False, Salary=2000
ID=5, Name=kimi, Age=25, Gender=True, Salary=1000
ID=1, Name=jerry, Age=28, Gender=True, Salary=5000
ID=8, Name=jack, Age=33, Gender=True, Salary=8000
ID=2, Name=jim, Age=33, Gender=True, Salary=3000
ID=3, Name=lily, Age=35, Gender=False, Salary=9000
ID=7, Name=zack, Age=35, Gender=True, Salary=8500
ID=6, Name=nancy, Age=35, Gender=False, Salary=8000

限制结果集的方法

限制结果集，获取部分数据的方法一般是利用Skip和Take方法

例如我想要从上述员工数据中，获取从第2条开始连续的3条数据，则代码可以这样写；

IEnumerable<Employee> sortTest = lst.Skip(2).Take(3);
foreach (Employee emp in sortTest)
    Console.WriteLine(emp);

其输出结果如下：

ID=3, Name=lily, Age=35, Gender=False, Salary=9000
ID=4, Name=lucy, Age=16, Gender=False, Salary=2000
ID=5, Name=kimi, Age=25, Gender=True, Salary=1000

当然，Skip方法和Take方法也可以单独使用：

Take单独使用

IEnumerable<Employee> sortTest = lst.Take(3);
foreach (Employee emp in sortTest)
    Console.WriteLine(emp);

输出：

ID=1, Name=jerry, Age=28, Gender=True, Salary=5000
ID=2, Name=jim, Age=33, Gender=True, Salary=3000
ID=3, Name=lily, Age=35, Gender=False, Salary=9000

Skip单独使用

IEnumerable<Employee> sortTest = lst.Skip(2);
foreach (Employee emp in sortTest)
    Console.WriteLine(emp);

输出：

ID=3, Name=lily, Age=35, Gender=False, Salary=9000
ID=4, Name=lucy, Age=16, Gender=False, Salary=2000
ID=5, Name=kimi, Age=25, Gender=True, Salary=1000
ID=6, Name=nancy, Age=35, Gender=False, Salary=8000
ID=7, Name=zack, Age=35, Gender=True, Salary=8500
ID=8, Name=jack, Age=33, Gender=True, Salary=8000

聚合函数（方法）

LINQ聚合函数常用的有这些，但应当注意的是它们的返回值类型不与其他LINQ的方法一样是IEnumerable，而是条件的值的类型。

这些方法用法大致相同，甚至Count方法在上文中已经介绍过，此处仅用Max方法演示

int maxSalary = lst.Max(x => x.Salary);
Console.WriteLine(maxSalary);

该样例会输出所有员工的最大工资（请注意maxSalary的类型）

如果想要找到大于30岁的员工的最高工资，则可以

int maxSalary = lst.Where(x=>x.Age > 30).Max(x => x.Salary);

GroupBy方法

该方法用于对数据分组，其参数是分组条件表达式，返回值为IGrouping<TKey, TSource>类型的泛型IEnumerable。

我们编写代码来实现很具年龄分组：

IEnumerable<IGrouping<int, Employee>> items = lst.GroupBy(x => x.Age);
foreach (var item in items)
{
    Console.WriteLine($"年龄为{item.Key}的分组成员有：");
    foreach (var i in item)
        Console.WriteLine(i);
    Console.WriteLine();
}

其输出结果为：

年龄为28的分组成员有：
ID=1, Name=jerry, Age=28, Gender=True, Salary=5000

年龄为33的分组成员有：
ID=2, Name=jim, Age=33, Gender=True, Salary=3000
ID=8, Name=jack, Age=33, Gender=True, Salary=8000

年龄为35的分组成员有：
ID=3, Name=lily, Age=35, Gender=False, Salary=9000
ID=6, Name=nancy, Age=35, Gender=False, Salary=8000
ID=7, Name=zack, Age=35, Gender=True, Salary=8500

年龄为16的分组成员有：
ID=4, Name=lucy, Age=16, Gender=False, Salary=2000

年龄为25的分组成员有：
ID=5, Name=kimi, Age=25, Gender=True, Salary=1000

通过打印我们可以发现IEnumerable元素为IGrouping类型，其键与值对应关系是一对多的。在这里每个元素的键就是年龄，而值为具有相同年龄的Employee类型的员工数据。

投影与匿名类型

投影是把集合中每一项转化为另外一种类型。

IEnumerable<string> items = lst.Where(x => x.Salary > 5000).Select(x => x.Gender ? "男" : "女");
foreach (var item in items)
    Console.WriteLine(item);

输出结果为：

女
女
男
男

匿名类型没有名称，所以我们没有办法去用类型名去声明它，而是需要用到var关键字

var items = lst.Select(e => new
{
    XingMing = e.Name,
    NianLing = e.Age,
    Xingbie = e.Gender ? "男" : "女"
});
foreach (var item in items)
    Console.WriteLine(item);

其输出结果为：

{ XingMing = jerry, NianLing = 28, Xingbie = 男 }
{ XingMing = jim, NianLing = 33, Xingbie = 男 }
{ XingMing = lily, NianLing = 35, Xingbie = 女 }
{ XingMing = lucy, NianLing = 16, Xingbie = 女 }
{ XingMing = kimi, NianLing = 25, Xingbie = 男 }
{ XingMing = nancy, NianLing = 35, Xingbie = 女 }
{ XingMing = zack, NianLing = 35, Xingbie = 男 }
{ XingMing = jack, NianLing = 33, Xingbie = 男 }

类型转换

在实际使用中，我们往往不是一定用IEnumerable，还有可能是List等，所以需要用到类型转换

例如我们利用Where方法返回工资大于6000的员工存放到IEnumerable中，然后将其转化为List类型

List<Employee> lst2 = lst.Where(e => e.Salary > 6000).ToList();

此外还有ToArray等方法，此处不过多说明。

链式调用

所谓链式调用就是调用完一个函数(方法)后还能再后面继续跟着调用其它函数(方法)。

由于LINQ绝大多数方法返回的都是IEnumerable方法，而且绝大部分都是针对IEnumerable接口，所以可以在调用方法后继续调用其他方法。

lst.Where(e => e.Salary > 6000).ToList();

例如我们定义数组

int[] nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

在小于3的元素中选取最大值

int a = nums.Where(x=>x<3).Max();

对于上面这行nums.Where(x=>x<3).Max()在Where方法后加一个点然后再调用Max方法的形式就叫做链式调用。

查询语法

对于上述的使用Where、Select等扩展方法进行数据查询的写法叫做LINQ方法语法。

然而还有一种叫做查询语法。

我们同样定义一个数组演示

int[] nums = new int[] { 6,5,4,3,2,1 };

我们取小于3的元素，然后进行正序排序，则用查询语法则可以如下：

var items = from e in nums
            where e < 3
            orderby e
            select e;

这里需要注意，查询语法需要以select或group子句结尾

那么问题来了，方法语法与查询语法有什么区别？我们可以用方法语法写一段相同效果的语法，然后用反编译器(ILSpy)去看一下代码。

其反编译结果给出了查询语法的形式，然后对查询语法生成文件进行反编译，发现结果相同，这说明两种方法在编译后没有任何区别只是写法不同

结束

LINQ的基本操作大致就这些，感谢杨中科老师提供的课程