编写 LINQ 查询 - C#
介绍性语言集成查询（LINQ）文档中的大多数查询都使用 LINQ 声明性查询语法。 C# 编译器将查询语法转换为方法调用。 这些方法调用实现标准查询运算符。 它们具有名称，如Where、Select、GroupByJoin、Max和Average。 使用方法语法而不是查询语法直接调用它们。
查询语法和方法语法在语义上是相同的，但是查询语法通常更简单且更易于阅读。 必须将某些查询表示为方法调用。 例如，您必须通过方法调用来表达一个查询，该查询检索与指定条件匹配的元素数量。 您还必须对查询使用方法调用，以检索源序列中具有最大值的元素。
System.Linq 命名空间中的标准查询运算符的参考文档通常使用方法语法。 熟悉如何在查询和查询表达式本身中使用方法语法。
标准查询运算符扩展方法
下面的示例演示一个简单的查询表达式以及一个语义等效的基于方法的查询。
int[] numbers = [ 5, 10, 8, 3, 6, 12 ];
//Query syntax:
IEnumerable
from num in numbers
where num % 2 == 0
orderby num
select num;
//Method syntax:
IEnumerable
.Where(num => num % 2 == 0)
.OrderBy(n => n);
foreach (int i in numQuery1)
{
Console.Write(i + " ");
}
Console.WriteLine(System.Environment.NewLine);
foreach (int i in numQuery2)
{
Console.Write(i + " ");
}
这两个示例的输出是相同的。 查询变量的类型在两种形式中相同：IEnumerable
在表达式的右侧，请注意，where 子句现在被表示为 numbers 对象的一个实例方法，该对象的类型为 IEnumerable
虽然看起来好像 IEnumerable
有关扩展成员的详细信息，请参阅 扩展成员。 有关标准查询运算符的详细信息，请参阅标准查询运算符概述 (C#)。 一些 LINQ 提供程序（如 Entity Framework 和 LINQ to XML）为除了 IEnumerable
Lambda 表达式
在前面的示例中，条件表达式（num % 2 == 0）作为内联参数传递给 Enumerable.Where 方法：Where(num => num % 2 == 0). 此内联表达式是 lambda 表达式。 这是一种更方便的代码编写方法，否则就必须用更繁琐的形式来实现。 运算符左侧的 num 是输入变量，它与查询表达式中的 num 对应。 编译器可以推断出 num 的类型，因为它知道 numbers 是泛型 IEnumerable
查询的可组合性
在前面的代码示例中，Enumerable.OrderBy 方法是在调用 Where时使用点运算符调用的。
Where 生成筛选序列，然后 Orderby 对 Where 所生成的序列进行排序。 由于查询返回 IEnumerable，因此可通过将方法调用链接在一起在方法语法中撰写查询。 使用查询语法编写查询时，编译器会执行此组合。 因为查询变量不存储查询的结果，所以可以随时修改它或将它用作新查询的基础（即使在执行它之后）。
以下示例使用前面列出的每个方法演示了一些基本的 LINQ 查询。
注意
这些查询对内存中集合进行作;但是，语法与 LINQ to Entities 和 LINQ to XML 中使用的语法相同。
示例 - 查询语法
使用 查询语法 编写大多数查询以创建 查询表达式。 下面的示例演示三个查询表达式。 第一个查询表达式演示如何通过应用包含 where 子句的条件来筛选或限制结果。 它返回源序列中值大于 7 或小于 3 的所有元素。 第二个表达式演示如何对返回的结果进行排序。 第三个表达式演示如何根据某个键对结果进行分组。 此查询基于单词的第一个字母返回两个组。
List
// The query variables can also be implicitly typed by using var
// Query #1.
IEnumerable
from num in numbers
where num is < 3 or > 7
select num;
// Query #2.
IEnumerable
from num in numbers
where num is < 3 or > 7
orderby num ascending
select num;
// Query #3.
string[] groupingQuery = ["carrots", "cabbage", "broccoli", "beans", "barley"];
IEnumerable
from item in groupingQuery
group item by item[0];
查询的类型为 IEnumerable
var query = from num in numbers...
在前面的每个示例中，在 foreach 语句或其他语句中循环访问查询变量之前，查询不会实际执行。
示例 - 方法语法
必须将某些查询操作表达为方法调用。 最常见的此类方法是可返回单一数值的方法，例如 Sum、Max、Min、Average 等。 在任何查询中最后调用这些方法，因为它们返回单个值，不能用作进一步查询操作的来源。 下面的示例演示查询表达式中的方法调用：
List
List
// Query #4.
double average = numbers1.Average();
// Query #5.
IEnumerable
如果方法具有 System.Action 或 System.Func
// Query #6.
IEnumerable
在前面的查询中，只有 Query #4 立即执行，因为它返回单个值，而不是泛型 IEnumerable
可以使用var的隐式键入来编写上述每个查询，如以下示例所示：
// var is used for convenience in these queries
double average = numbers1.Average();
var concatenationQuery = numbers1.Concat(numbers2);
var largeNumbersQuery = numbers2.Where(c => c > 15);
示例 - 混合查询和方法语法
此示例演示如何对查询子句的结果使用方法语法。 将查询表达式括在括号中，然后应用点运算符并调用方法。 在下面的示例中，查询 #7 返回对值介于 3 与 7 之间的数字进行的计数。
// Query #7.
// Using a query expression with method syntax
var numCount1 = (
from num in numbers1
where num is > 3 and < 7
select num
).Count();
// Better: Create a new variable to store
// the method call result
IEnumerable
from num in numbers1
where num is > 3 and < 7
select num;
var numCount2 = numbersQuery.Count();
由于查询 #7 返回单个值而不是集合，因此查询立即执行。
可以使用var进行隐式键入来编写上一个查询，如下所示：
var numCount = (from num in numbers...
可以使用方法语法编写它，如下所示：
var numCount = numbers.Count(n => n is > 3 and < 7);
可以使用显式键入编写它，如下所示：
int numCount = numbers.Count(n => n is > 3 and < 7);
在运行时动态指定谓词筛选器
在某些情况下，在运行时之前你不知道必须将多少个谓词应用于 where 子句中的源元素。 动态指定多个谓词筛选器的方法之一是使用 Contains 方法，如以下示例中所示。 查询将根据执行查询时的 id 值返回不同的结果。
int[] ids = [ 111, 114, 112 ];
var queryNames = from student in students
where ids.Contains(student.ID)
select new
{
student.LastName,
student.ID
};
foreach (var name in queryNames)
{
Console.WriteLine($"{name.LastName}: {name.ID}");
}
/* Output:
Garcia: 114
O'Donnell: 112
Omelchenko: 111
*/
// Change the ids.
ids = [ 122, 117, 120, 115 ];
// The query will now return different results
foreach (var name in queryNames)
{
Console.WriteLine($"{name.LastName}: {name.ID}");
}
/* Output:
Adams: 120
Feng: 117
Garcia: 115
Tucker: 122
*/
注意
此示例使用以下数据源和数据：
record City(string Name, long Population);
record Country(string Name, double Area, long Population, List
record Product(string Name, string Category);
static readonly City[] cities = [
new City("Tokyo", 37_833_000),
new City("Delhi", 30_290_000),
new City("Shanghai", 27_110_000),
new City("São Paulo", 22_043_000),
new City("Mumbai", 20_412_000),
new City("Beijing", 20_384_000),
new City("Cairo", 18_772_000),
new City("Dhaka", 17_598_000),
new City("Osaka", 19_281_000),
new City("New York-Newark", 18_604_000),
new City("Karachi", 16_094_000),
new City("Chongqing", 15_872_000),
new City("Istanbul", 15_029_000),
new City("Buenos Aires", 15_024_000),
new City("Kolkata", 14_850_000),
new City("Lagos", 14_368_000),
new City("Kinshasa", 14_342_000),
new City("Manila", 13_923_000),
new City("Rio de Janeiro", 13_374_000),
new City("Tianjin", 13_215_000)
];
static readonly Country[] countries = [
new Country ("Vatican City", 0.44, 526, [new City("Vatican City", 826)]),
new Country ("Monaco", 2.02, 38_000, [new City("Monte Carlo", 38_000)]),
new Country ("Nauru", 21, 10_900, [new City("Yaren", 1_100)]),
new Country ("Tuvalu", 26, 11_600, [new City("Funafuti", 6_200)]),
new Country ("San Marino", 61, 33_900, [new City("San Marino", 4_500)]),
new Country ("Liechtenstein", 160, 38_000, [new City("Vaduz", 5_200)]),
new Country ("Marshall Islands", 181, 58_000, [new City("Majuro", 28_000)]),
new Country ("Saint Kitts & Nevis", 261, 53_000, [new City("Basseterre", 13_000)])
];
可以使用控制流语句（如 if... else 或 switch）在预确定的替代查询之间进行选择。 在下面的示例中，studentQuery 使用其他 where 子句，如果 oddYear 的运行时值为 true 或 false。
void FilterByYearType(bool oddYear)
{
IEnumerable
? (from student in students
where student.Year is GradeLevel.FirstYear or GradeLevel.ThirdYear
select student)
: (from student in students
where student.Year is GradeLevel.SecondYear or GradeLevel.FourthYear
select student);
var descr = oddYear ? "odd" : "even";
Console.WriteLine($"The following students are at an {descr} year level:");
foreach (Student name in studentQuery)
{
Console.WriteLine($"{name.LastName}: {name.ID}");
}
}
FilterByYearType(true);
/* Output:
The following students are at an odd year level:
Fakhouri: 116
Feng: 117
Garcia: 115
Mortensen: 113
Tucker: 119
Tucker: 122
*/
FilterByYearType(false);
/* Output:
The following students are at an even year level:
Adams: 120
Garcia: 114
Garcia: 118
O'Donnell: 112
Omelchenko: 111
Zabokritski: 121
*/
在查询表达式中处理 null 值
此示例显示如何在源集合中处理可能的 null 值。
IEnumerable
以下示例使用这些类型和静态数据数组：
record Product(string Name, int CategoryID);
record Category(string Name, int ID);
static Category?[] categories =
[
new ("brass", 1),
null,
new ("winds", 2),
default,
new ("percussion", 3)
];
static Product?[] products =
[
new Product("Trumpet", 1),
new Product("Trombone", 1),
new Product("French Horn", 1),
null,
new Product("Clarinet", 2),
new Product("Flute", 2),
null,
new Product("Cymbal", 3),
new Product("Drum", 3)
];
可采用防御方式进行编码，以避免空引用异常，如以下示例所示：
var query1 = from c in categories
where c != null
join p in products on c.ID equals p?.CategoryID
select new
{
Category = c.Name,
Name = p.Name
};
在前面的示例中，where 子句筛选出类别序列中的所有 null 元素。 这项技术与 join 子句中的 null 检查无关。 在此示例中，带有 null 的条件表达式有效，因为 Products.CategoryID 的类型为 int?，这是 Nullable
在 join 子句中，如果只有一个比较键是可以为 null 的值类型，则可以在查询表达式中将另一个比较键转换为可以为 null 的值类型。 在以下示例中，假定 EmployeeID 是包含 int? 类型的值列：
var query =
from o in db.Orders
join e in db.Employees
on o.EmployeeID equals (int?)e.EmployeeID
select new { o.OrderID, e.FirstName };
每个示例中都使用 equals 查询关键字。 还可使用模式匹配，其中包括 is null 和 is not null 的模式。 不建议在 LINQ 查询中使用这些模式，因为查询提供程序可能无法正确解读新的 C# 语法。 查询提供程序是一个库，用于将 C# 查询表达式转换为本机数据格式，例如 Entity Framework Core。 查询提供程序实现 System.Linq.IQueryProvider 接口，以创建实现 System.Linq.IQueryable
在查询表达式中处理异常
可以在查询表达式的上下文中调用任何方法。 请勿在查询表达式中调用任何会产生副作用（如修改数据源内容或引发异常）的方法。 此示例演示在查询表达式中调用方法时如何避免引发异常，而不违反有关异常处理的常规 .NET 指南。 这些准则指出，当你理解为什么在特定上下文中会抛出异常时，捕获该特定异常是可以接受的。 有关更多信息，请参阅异常最佳实践。
在最后的示例中，演示了如何在执行查询时必须抛出异常的情况下进行处理。
以下示例演示如何将异常处理代码移到查询表达式外。 仅当方法不依赖于查询本地的任何变量时，才能按这种方式重构。 在查询表达式之外处理异常更容易。
// A data source that is very likely to throw an exception!
IEnumerable
// DO THIS with a datasource that might
// throw an exception.
IEnumerable
try
{
dataSource = GetData();
}
catch (InvalidOperationException)
{
Console.WriteLine("Invalid operation");
}
if (dataSource is not null)
{
// If we get here, it is safe to proceed.
var query = from i in dataSource
select i * i;
foreach (var i in query)
{
Console.WriteLine(i.ToString());
}
}
catch (InvalidOperationException)在前面的示例中的块中，根据应用程序的需求来处理或不处理异常。
在某些情况下，对从查询内引发的异常的最佳响应可能是立即停止查询执行。 下面的示例演示如何处理可能在查询正文内部引发的异常。 假定 SomeMethodThatMightThrow 可能导致要求停止执行查询的异常。
try 块包含 foreach 循环，而不是查询本身。
foreach 循环是执行查询的关键点。 执行查询时，会引发运行时异常。 因此，在 foreach 循环中处理它们。
// Not very useful as a general purpose method.
string SomeMethodThatMightThrow(string s) =>
s[4] == 'C' ?
throw new InvalidOperationException() :
$"""C:\newFolder\{s}""";
// Data source.
string[] files = ["fileA.txt", "fileB.txt", "fileC.txt"];
// Demonstration query that throws.
var exceptionDemoQuery = from file in files
let n = SomeMethodThatMightThrow(file)
select n;
try
{
foreach (var item in exceptionDemoQuery)
{
Console.WriteLine($"Processing {item}");
}
}
catch (InvalidOperationException e)
{
Console.WriteLine(e.Message);
}
/* Output:
Processing C:\newFolder\fileA.txt
Processing C:\newFolder\fileB.txt
Operation is not valid due to the current state of the object.
*/
捕获所有你预期会引发的异常，并在 finally 块中执行任何必要的清理。
另请参阅
where 子句
基于运行时状态进行查询
Nullable
可以为 null 的值类型