淺析LINQ涉及的一些C#語言特性

本文轉載自查看原文 2013-03-22 21:04 4375 .NET Miscellaneous/ LINQ/ CLR FCL IL New Features/ Entity Framework

時間：午飯后

地點：蘇州公司

主題：Entity Framework涉及的一些C#語言特性，要講的語言特性，如下圖所示

1.Extension Methods

很舊的主題了，DebugLZQ以前也有相關的博文提過。用個簡單點的例子來說吧

下面的例子完成一個計算某個月剩余天數的功能，我們可以如下編碼：調用一個靜態幫助類的靜態方法。

using System;

namespace ExtensionMethods
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            DateTime dateTime = new DateTime(2013, 3, 22);
            int daysTillEndOfMonth = DateUtilities.DaysToEndOfMonth(dateTime);
            Console.WriteLine(daysTillEndOfMonth);
            Console.ReadKey();
        }

    }

    public static class DateUtilities
    {
        public static int DaysToEndOfMonth(DateTime dateTime)
        {
            return DateTime.DaysInMonth(dateTime.Year, dateTime.Month) - dateTime.Day;
        }
    }
}

這樣寫當然沒什么問題。很多時候就是這樣用的
如果我們用擴展方法，可以如下實現，注意區別在哪里!

using System;

namespace ExtensionMethods
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            DateTime dateTime = new DateTime(2013, 3, 22);
            int daysTillEndOfMonth = dateTime.DaysToEndOfMonth();
            Console.WriteLine(daysTillEndOfMonth);
            Console.ReadKey();
        }

    }

    public static class DateUtilities
    {
        public static int DaysToEndOfMonth(this DateTime dateTime)
        {
            return DateTime.DaysInMonth(dateTime.Year, dateTime.Month) - dateTime.Day;
        }
    }
}

下面用擴展方法實現的程序明顯比上面的普通函數調用，更容易閱讀。

其實，擴展方法也就是C#的一個語法糖衣，其編譯過后也是方法的調用，其優點是更容易閱讀，因為其可以為一些固有的類如DateTime、String...擴展一些方法。

2.Query Language

下面通過上面的擴展方法，來實現數據查詢。可以實現如下：

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace ExtensionQuery
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IEnumerable<string> cities = new[] {"Suzhou","Wuxi","Changzhou","Zhenjiang","Nanjing","Shanghai"};
            IEnumerable<string> query = cities.StringThatStartWith("S");
            
            foreach(var city in query)
            {
                Console.WriteLine(city);
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }
    //寫一個擴展方法用迭代器實現過濾
    public static class FilterExtension
    {
        public static IEnumerable<string> StringThatStartWith(this IEnumerable<string> input,string start)
        {
            foreach(var s in input)
            {
                if (s.StartsWith(start))
                    yield return s;
            }
        }
    }
}

上面的代碼運行當然也木有什么問題，但是實現方法有點繁瑣。
可以初步簡化如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace ExtensionQuery
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IEnumerable<string> cities = new[] {"Suzhou","Wuxi","Changzhou","Zhenjiang","Nanjing","Shanghai"};
            IEnumerable<string> query = cities.StringThatStartWith("S");
            
            foreach(var city in query)
            {
                Console.WriteLine(city);
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }
    //
    public static class FilterExtension
    {
        public static IEnumerable<string> StringThatStartWith(this IEnumerable<string> input,string start)
        {
            return input.Where(s => s.StartsWith(start));
        }
    }
}

進一步簡化：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace ExtensionQuery
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IEnumerable<string> cities = new[] {"Suzhou","Wuxi","Changzhou","Zhenjiang","Nanjing","Shanghai"};
            IEnumerable<string> query = cities.Where(s => s.StartsWith("S"));

            foreach(var city in query)
            {
                Console.WriteLine(city);
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

不喜歡這種寫法？可以用LINQ來寫，如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace ExtensionQuery
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IEnumerable<string> cities = new[] {"Suzhou","Wuxi","Changzhou","Zhenjiang","Nanjing","Shanghai"};
            //IEnumerable<string> query = cities.Where(s => s.StartsWith("S"));
            IEnumerable<string> query = from city in cities
                                        where city.StartsWith("S")
                                        select city;
            foreach(var city in query)
            {
                Console.WriteLine(city);
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

3.Oh,Holy Shit!

Where從哪里冒出來的！盜用了MS的東西！這里：

IEnumerable<string> query = cities.Where(s => s.StartsWith("S"));//這個“Where”，MS是怎么做到的？自己定義一個Filter怎么樣？

讓我們回到那個擴展方法，從頭來實現，如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace ExtensionQuery
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IEnumerable<string> cities = new[] { "Suzhou", "Wuxi", "Changzhou", "Zhenjiang", "Nanjing", "Shanghai" };
            IEnumerable<string> query = cities.Filter(StringThatStartWith);

            foreach (var city in query)
            {
                Console.WriteLine(city);
            }
            Console.ReadKey();
        }

        static bool StringThatStartWith(string item,string startWord)
        {
            return item.StartsWith(startWord);
        }
    }
    //委托作為擴展方法的參數
    public static class FilterExtension
    {
        public delegate bool FilterDelegate(string item,string startWord);

        public static IEnumerable<string> Filter(this IEnumerable<string> input, FilterDelegate fDelegate)
        {
            foreach (var item in input)
            {
                if (fDelegate(item,"S"))
                    yield return item;
            }
        }
    }
}

程序運行OK。既然傳入一個委托調用函數可以，那么直接傳入匿名不更簡單，如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace ExtensionQuery
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IEnumerable<string> cities = new[] { "Suzhou", "Wuxi", "Changzhou", "Zhenjiang", "Nanjing", "Shanghai" };
            //匿名方法簡化
            IEnumerable<string> query = cities.Filter(delegate(string item,string startWord)
                                                          {
                                                              return item.StartsWith(startWord);
                                                          });

            foreach (var city in query)
            {
                Console.WriteLine(city);
            }
            Console.ReadKey();
        }

        //static bool StringThatStartWith(string item,string startWord)
        //{
        //    return item.StartsWith(startWord);
        //}
    }
    //委托作為擴展方法的參數
    public static class FilterExtension
    {
        public delegate bool FilterDelegate(string item,string startWord);

        public static IEnumerable<string> Filter(this IEnumerable<string> input, FilterDelegate fDelegate)
        {
            foreach (var item in input)
            {
                if (fDelegate(item,"S"))
                    yield return item;
            }
        }
    }
}

直接用Lambda來簡化吧，如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace ExtensionQuery
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IEnumerable<string> cities = new[] { "Suzhou", "Wuxi", "Changzhou", "Zhenjiang", "Nanjing", "Shanghai" };
            //Lambda  
            //至此實現了同“Where”長相一樣的方法！
            IEnumerable<string> query = cities.Filter((item, startWord) => item.StartsWith(startWord));

            foreach (var city in query)
            {
                Console.WriteLine(city);
            }
            Console.ReadKey();
        }

        //static bool StringThatStartWith(string item,string startWord)
        //{
        //    return item.StartsWith(startWord);
        //}
    }
    //委托作為擴展方法的參數
    public static class FilterExtension
    {
        public delegate bool FilterDelegate(string item,string startWord);

        public static IEnumerable<string> Filter(this IEnumerable<string> input, FilterDelegate fDelegate)
        {
            foreach (var item in input)
            {
                if (fDelegate(item,"S"))
                    yield return item;
            }
        }
    }
}

--------
大功告成，利用MS的Where背后的這些C#語法特性，實現了一個類似的Where。

等等..........

貌似忘了一個東西，對Func<>/Action<>委托啊，干嘛自己定義？

重新寫下，如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace ExtensionQuery
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IEnumerable<string> cities = new[] { "Suzhou", "Wuxi", "Changzhou", "Zhenjiang", "Nanjing", "Shanghai" };
            //Lambda  
            //至此實現了同“Where”長相一樣的方法！
            IEnumerable<string> query = cities.Filter((item, startWord) => item.StartsWith(startWord));

            foreach (var city in query)
            {
                Console.WriteLine(city);
            }
            Console.ReadKey();
        }

        //static bool StringThatStartWith(string item,string startWord)
        //{
        //    return item.StartsWith(startWord);
        //}
    }
    //委托作為擴展方法的參數
    public static class FilterExtension
    {
        //public delegate bool FilterDelegate(string item,string startWord);
        //用Func<>委托取代自定義的委托
        public static IEnumerable<string> Filter(this IEnumerable<string> input, Func<string,string,bool> fDelegate)
        {
            return input.Where(item => fDelegate(item,"S"));
        }
    }
}

這下OK了

4.Lambda Expressions

Lambda表達式可以有多個參數、一個參數，或者沒有參數。其參數類型可以隱式或者顯式。示例代碼如下：

(x, y) => x * y //多參數，隱式類型=> 表達式
x => x * 5 //單參數，隱式類型=>表達式
x => { return x * 5; } //單參數，隱式類型=>語句塊
(int x) => x * 5 //單參數，顯式類型=>表達式
(int x) => { return x * 5; } //單參數，顯式類型=>語句塊
() => Console.WriteLine() //無參數

上述格式都是Lambda表達式的合法格式，在編寫Lambda表達式時，可以忽略參數的類型，因為編譯器能夠根據上下文直接推斷參數的類型。

5.Func<T>和Expression<T>

這個源自園子里的一個博問，問題如下：

Func<TObject, bool>是委托(delegate)

Expression<Func<TObject, bool>>是表達式

Expression編譯后就會變成delegate，才能運行。比如

Expression<Func<int, bool>> ex = x=>x < 100;

Func<int, bool> func = ex.Compile();

然后你就可以調用func：

func(5) //-返回 true

func(200) //- 返回 false

而表達式是不能直接調用的。

參考：http://stackoverflow.com/questions/793571/why-would-you-use-expressionfunct-rather-than-funct

關於EF中用哪個你可以看看這篇文章：Entity Framework - Func引起的數據庫全表查詢

關於如何將多個expression合並為一個可以寫多個where：

.where(expression1).where(expression2)...

運行時EF會自動合並優化的

小結

1.下面兩種寫法都行

IEnumerable<string> cities = new[] { "Suzhou", "Wuxi", "Changzhou", "Zhenjiang", "Nanjing", "Shanghai" };
//IEnumerable<string> cities = new string[] { "Suzhou", "Wuxi", "Changzhou", "Zhenjiang", "Nanjing", "Shanghai" };//OK also

構建一個可枚舉的集合，這是新特性，逆變與協變（和“父類可以替換子類”相似）。

2.類似“Where”的語法如何自己構建。
3.Lambda表達式的寫法。譬如說{}。

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