在說LINQ以前必須先說說幾個重要的C#語言特性程序員
一:與LINQ有關的語言特性算法
1.隱式類型編程
(1)源起數組
在隱式類型出現以前,安全
咱們在聲明一個變量的時候,架構
老是要爲一個變量指定他的類型less
甚至在foreach一個集合的時候,函數
也要爲遍歷的集合的元素,指定變量的類型性能
隱式類型的出現,網站
程序員就不用再作這個工做了。
(2)使用方法
來看下面的代碼:
var a = 1; //int a = 1; var b = "123";//string b = "123"; var myObj = new MyObj();//MyObj myObj = new MyObj()
上面的每行代碼,與每行代碼後面的註釋,起到的做用是徹底同樣的
也就是說,在聲明一個變量(而且同時給它賦值)的時候,徹底不用指定變量的類型,只要一個var就解決問題了
(3)你擔憂這樣寫會下降性能嗎?
我能夠負責任的告訴你,這樣寫不會影響性能!
上面的代碼和註釋裏的代碼,編譯後產生的IL代碼(中間語言代碼)是徹底同樣的
(編譯器根據變量的值,推導出變量的類型,才產生的IL代碼)
(4)這個關鍵字的好處:
你不用在聲明一個變量並給這個變量賦值的時候,寫兩次變量類型
(這一點真的爲開發者節省了不少時間)
在foreach一個集合的時候,可使用var關鍵字來代替書寫循環變量的類型
(5)注意事項
你不能用var關鍵字聲明一個變量而不給它賦值
由於編譯器沒法推導出你這個變量是什麼類型的。
2.匿名類型
(1)源起
建立一個對象,必定要先定義這個對象的類型嗎?
不必定的!
來看看這段代碼
(2)使用
var obj = new {Guid.Empty, myTitle = "匿名類型", myOtherParam = new int[] { 1, 2, 3, 4 } }; Console.WriteLine(obj.Empty);//另外一個對象的屬性名字,被原封不動的拷貝到匿名對象中來了。 Console.WriteLine(obj.myTitle); Console.ReadKey();
new關鍵字以後就直接爲對象定義了屬性,而且爲這些屬性賦值
並且,對象建立出來以後,在建立對象的方法中,還能夠暢通無阻的訪問對象的屬性
當把一個對象的屬性拷貝到匿名對象中時,能夠不用顯示的指定屬性的名字,這時原始屬性的名字會被「拷貝」到匿名對象中
(3)注意
若是你監視變量obj,你會發現,obj的類型是Anonymous Type類型的
不要試圖在建立匿名對象的方法外面去訪問對象的屬性!
(4)優勢
這個特性在網站開發中,序列化和反序列化JSON對象時頗有用
3.自動屬性
(1)源起
爲一個類型定義屬性,咱們通常都寫以下的代碼:
public class MyObj2 { private Guid _id; private string _Title; public Guid id { get { return _id; } set { _id = value; } } public string Title { get { return _Title; } set { _Title = value; } } }
但不少時候,這些私有變量對咱們一點用處也沒有,好比對象關係映射中的實體類。
自C#3.0引入了自動實現的屬性,
以上代碼能夠寫成以下形式:
(2)使用
public class MyObj { public Guid id { get; set; } public string Title { get; set; } }
這個特性也和var關鍵字同樣,是編譯器幫咱們作了工做,不會影響性能的
4.初始化器
(1)源起
咱們建立一個對象並給對象的屬性賦值,代碼通常寫成下面的樣子
var myObj = new MyObj(); myObj.id = Guid.NewGuid(); myObj.Title = "allen";
自C#3.0引入了對象初始化器,
代碼能夠寫成以下的樣子
(2)使用
var myObj1 = new MyObj() { id = Guid.NewGuid(), Title = "allen" };
若是一個對象是有參數的構造函數
那麼代碼看起來就像這樣
var myObj1 = new MyObj ("allen") { id = Guid.NewGuid(), Title = "allen" };
集合初始化器的樣例代碼以下:
var arr = new List<int>() { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
(3)優勢
我我的認爲:這個特性不是那麼amazing,
這跟個人編碼習慣有關,集合初始化器也就罷了,
真的不習慣用對象初始化器初始化一個對象!
5.委託
(1)使用
咱們先來看一個簡單的委託代碼
delegate Boolean moreOrlessDelgate(int item); class Program { static void Main(string[] args) { var arr = new List<int>() { 1, 2, 3, 4, 5, 6,7,8 }; var d1 = new moreOrlessDelgate(More); Print(arr, d1); Console.WriteLine("OK"); var d2 = new moreOrlessDelgate(Less); Print(arr, d2); Console.WriteLine("OK"); Console.ReadKey(); } static void Print(List<int> arr,moreOrlessDelgate dl) { foreach (var item in arr) { if (dl(item)) { Console.WriteLine(item); } } } static bool More(int item) { if (item > 3) { return true; } return false; } static bool Less(int item) { if (item < 3) { return true; } return false; } }
這段代碼中
<1>首先定義了一個委託類型
delegate Boolean moreOrlessDelgate(int item);
你看到了,委託和類是一個級別的,確實是這樣:委託是一種類型
和class標誌的類型不同,這種類型表明某一類方法。
這一句代碼的意思是:moreOrlessDelgate這個類型表明返回值爲布爾類型,輸入參數爲整形的方法
<2>有類型就會有類型的實例
var d1 = new moreOrlessDelgate(More);
var d2 = new moreOrlessDelgate(Less);
這兩句就是建立moreOrlessDelgate類型實例的代碼,
它們的輸入參數是兩個方法
<3>有了類型的實例,就會有操做實例的代碼
Print(arr, d1);
Print(arr, d2);
咱們把前面兩個實例傳遞給了Print方法
這個方法的第二個參數就是moreOrlessDelgate類型的
在Print方法內用以下代碼,調用委託類型實例所指向的方法
dl(item)
6.泛型
(1)爲何要有泛型
假設你是一個方法的設計者,
這個方法有一個傳入參數,有一個返回值。
但你並不知道這個參數和返回值是什麼類型的,
若是沒有泛型,你可能把參數和返回值的類型都設定爲Object了
那時,你內心確定在想:反正一切都是對象,一切的基類都是Object
沒錯!你是對的!
這個方法的消費者,會把他的對象傳進來(有可能會作一次裝箱操做)
而且獲得一個Object的返回值,他再把這個返回值強制類型轉化爲他須要的類型
除了裝箱和類型轉化時的性能損耗外,代碼工做的很好!
那麼這些新能損耗能避免掉嗎?
有泛型以後就能夠了!
(2)使用
<1>使用簡單的泛型
先來看下面的代碼:
var intList = new List<int>() { 1,2,3}; intList.Add(4); intList.Insert(0, 5); foreach (var item in intList) { Console.WriteLine(item); } Console.ReadKey();
在上面這段代碼中咱們聲明瞭一個存儲int類型的List容器
並循環打印出了容器裏的值
注意:若是這裏使用Hashtable、Queue或者Stack等非泛型的容器
就會致使裝箱操做,損耗性能。由於這些容器只能存儲Object類型的數據
<2>泛型類型
List<T>、Dictionary<TKey, TValue>等泛型類型都是.net類庫定義好並提供給咱們使用的
但在實際開發中,咱們也常常須要定義本身的泛型類型
來看下面的代碼:
public static class SomethingFactory<T> { public static T InitInstance(T inObj) { if (false)//你的判斷條件 { //do what you want... return inObj; } return default(T); } }
這段代碼的消費者以下:
var a1 = SomethingFactory<int>.InitInstance(12); Console.WriteLine(a1); Console.ReadKey();
輸出的結果爲0
這就是一個自定義的靜態泛型類型,
此類型中的靜態方法InitInstance對傳入的參數作了一個判斷
若是條件成立,則對傳入參數進行操做以後並把它返回
若是條件不成立,則返回一個空值
注意:
[1]
傳入參數必須爲指定的類型,
由於咱們在使用這個泛型類型的時候,已經規定好它能接收什麼類型的參數
但在設計這個泛型的時候,咱們並不知道使用者將傳遞什麼類型的參數進來
[2]
若是你想返回T類型的空值,那麼請用default(T)這種形式
由於你不知道T是值類型仍是引用類型,因此別擅自用null
<3>泛型約束
不少時候咱們不但願使用者太過自由
咱們但願他們在使用咱們設計的泛型類型時
不要很隨意的傳入任何類型
對於泛型類型的設計者來講,要求使用者傳入指定的類型是頗有必要的
由於咱們只有知道他傳入了什麼東西,才方便對這個東西作操做
讓咱們來給上面設計的泛型類型加一個泛型約束
代碼以下:
public static class SomethingFactory<T> where T:MyObj
這樣在使用SomethingFactory的時候就只能傳入MyObj類型或MyObj的派生類型啦
注意:
還能夠寫成這樣
where T:MyObj,new()
來約束傳入的類型必須有一個構造函數。
(3)泛型的好處
<1>算法的重用
想一想看:list類型的排序算法,對全部類型的list集合都是有用的
<2>類型安全
<3>提高性能
沒有類型轉化了,一方面保證類型安全,另外一方面保證性能提高
<4>可讀性更好
這一點就不解釋了
7.泛型委託
(1)源起
委託須要定義delgate類型
使用起來頗多不便
並且委託本就表明某一類方法
開發人員常用的委託基本能夠歸爲三類,
哪三類呢?
請看下面:
(2)使用
<1>Predicate泛型委託
把上面例子中d1和d2賦值的兩行代碼改成以下:
//var d1 = new moreOrlessDelgate(More); var d1 = new Predicate<int>(More);
//var d2 = new moreOrlessDelgate(Less); var d2 = new Predicate<int>(Less);
把Print方法的方法簽名改成以下:
//static void Print(List<int> arr, moreOrlessDelgate<int> dl) static void Print(List<int> arr, Predicate<int> dl)
而後再運行方法,控制檯輸出的結果和原來的結果是如出一轍的。
那麼Predicate究竟是什麼呢?
來看看他的定義:
// 摘要: // 表示定義一組條件並肯定指定對象是否符合這些條件的方法。 // // 參數: // obj: // 要按照由此委託表示的方法中定義的條件進行比較的對象。 // // 類型參數: // T: // 要比較的對象的類型。 // // 返回結果: // 若是 obj 符合由此委託表示的方法中定義的條件,則爲 true;不然爲 false。 public delegate bool Predicate<in T>(T obj);
看到這個定義,咱們大體明白了。
.net爲咱們定義了一個委託,
這個委託表示的方法須要傳入一個T類型的參數,而且須要返回一個bool類型的返回值
有了它,咱們就不用再定義moreOrlessDelgate委託了,
並且,咱們定義的moreOrlessDelgate只能搞int類型的參數,
Predicate卻不同,它能夠搞任意類型的參數
但它規定的仍是太死了,它必須有一個返回值,並且必須是布爾類型的,同時,它必須有一個輸入參數
除了Predicate泛型委託,.net還爲咱們定義了Action和Func兩個泛型委託
<2>Action泛型委託
Action泛型委託限制的就不那麼死了,
他表明了一類方法:
能夠有0個到16個輸入參數,
輸入參數的類型是不肯定的,
但不能有返回值,
來看個例子:
var d3 = new Action(noParamNoReturnAction); var d4 = new Action<int, string>(twoParamNoReturnAction);
注意:尖括號中int和string爲方法的輸入參數
static void noParamNoReturnAction() { //do what you want } static void twoParamNoReturnAction(int a, string b) { //do what you want }
<3>Func泛型委託
爲了彌補Action泛型委託,不能返回值的不足
.net提供了Func泛型委託,
相同的是它也是最多0到16個輸入參數,參數類型由使用者肯定
不一樣的是它規定要有一個返回值,返回值的類型也由使用者肯定
以下示例:
var d5 = new Func<int, string>(oneParamOneReturnFunc);
注意:string類型(最後一個泛型類型)是方法的返回值類型
static string oneParamOneReturnFunc(int a) { //do what you want return string.Empty; }
8.匿名方法
(1)源起
在上面的例子中
爲了獲得序列中較大的值
咱們定義了一個More方法
var d1 = new Predicate<int>(More);
然而這個方法,沒有太多邏輯(實際編程過程當中,若是邏輯較多,確實應該獨立一個方法出來)
那麼能不能把More方法中的邏輯,直接寫出來呢?
C#2.0以後就能夠了,
請看下面的代碼:
(2)使用
var arr = new List<int>() { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 }; //var d1 = new moreOrlessDelgate(More); //var d1 = new Predicate<int>(More); var d1 = new Predicate<int>(delegate(int item) {
//能夠訪問當前上下文中的變量
Console.WriteLine(arr.Count);
if (item > 3)
{ return true; } return false; }); Print(arr, d1); Console.WriteLine("OK");
咱們傳遞了一個代碼塊給Predicate的構造函數
其實這個代碼塊就是More函數的邏輯
(3)好處
<1>代碼可讀性更好
<2>能夠訪問當前上下文中的變量
這個用處很是大,
若是咱們仍舊用原來的More函數
想要訪問arr變量,勢必要把arr寫成類級別的私有變量了
用匿名函數的話,就不用這麼作了。
9.Lambda表達式
(1)源起
.net的設計者發如今使用匿名方法時,
仍舊有一些多餘的字母或單詞的編碼工做
好比delegate關鍵字
因而進一步簡化了匿名方法的寫法
(2)使用
List<int> arr = new List<int>() { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 }; arr.ForEach(new Action<int>(delegate(int a) { Console.WriteLine(a); })); arr.ForEach(new Action<int>(a => Console.WriteLine(a)));
匿名方法的代碼以下:
delegate(int a) { Console.WriteLine(a); }
使用lambda表達式的代碼以下:
a => Console.WriteLine(a)
這裏解釋一下這個lambda表達式
<1>
a是輸入參數,編譯器能夠自動推斷出它是什麼類型的,
若是沒有輸入參數,能夠寫成這樣:
() => Console.WriteLine("ddd")
<2>
=>是lambda操做符
<3>
Console.WriteLine(a)是要執行的語句。
若是是多條語句的話,能夠用{}包起來。
若是須要返回值的話,能夠直接寫return語句
10.擴展方法
(1)源起
若是想給一個類型增長行爲,必定要經過繼承的方式實現嗎?
不必定的!
(2)使用
來看看這段代碼:
public static void PrintString(this String val) { Console.WriteLine(val); }
消費這段代碼的代碼以下:
var a = "aaa"; a.PrintString(); Console.ReadKey();
我想你看到擴展方法的威力了。
原本string類型沒有PrintString方法
但經過咱們上面的代碼,就給string類型"擴展"了一個PrintString方法
(1)先決條件
<1>擴展方法必須在一個非嵌套、非泛型的靜態類中定義
<2>擴展方法必須是一個靜態方法
<3>擴展方法至少要有一個參數
<4>第一個參數必須附加this關鍵字做爲前綴
<5>第一個參數不能有其餘修飾符(好比ref或者out)
<6>第一個參數不能是指針類型
(2)注意事項
<1>跟前面提到的幾個特性同樣,擴展方法只會增長編譯器的工做,不會影響性能(用繼承的方式爲一個類型增長特性反而會影響性能)
<2>若是原來的類中有一個方法,跟你的擴展方法同樣(至少用起來是同樣),那麼你的擴展方法獎不會被調用,編譯器也不會提示你
<3>擴展方法太強大了,會影響架構、模式、可讀性等等等等....
11.迭代器
· (1)使用
咱們每次針對集合類型編寫foreach代碼塊,都是在使用迭代器
這些集合類型都實現了IEnumerable接口
都有一個GetEnumerator方法
但對於數組類型就不是這樣
編譯器把針對數組類型的foreach代碼塊
替換成了for代碼塊。
來看看List的類型簽名:
public class List<T> : IList<T>, ICollection<T>, IEnumerable<T>, IList, ICollection, IEnumerable
IEnumerable接口,只定義了一個方法就是:
IEnumerator<T> GetEnumerator();
(2)迭代器的優勢:
假設咱們須要遍歷一個龐大的集合
只要集合中的某一個元素知足條件
就完成了任務
你認爲須要把這個龐大的集合所有加載到內存中來嗎?
固然不用(C#3.0以後就不用了)!
來看看這段代碼:
static IEnumerable<int> GetIterator() { Console.WriteLine("迭代器返回了1"); yield return 1; Console.WriteLine("迭代器返回了2"); yield return 2; Console.WriteLine("迭代器返回了3"); yield return 3; }
消費這個函數的代碼以下:
foreach (var i in GetIterator()) { if (i == 2) { break; } Console.WriteLine(i); } Console.ReadKey();
輸出結果爲:
迭代器返回了1 1 迭代器返回了2
你們能夠看到:
當迭代器返回2以後,foreach就退出了
並無輸出「迭代器返回了3」
也就是說下面的工做沒有作。
(3)yield 關鍵字
MSDN中的解釋以下:
在迭代器塊中用於向枚舉數對象提供值或發出迭代結束信號。
也就是說,咱們能夠在生成迭代器的時候,來肯定何時終結迭代邏輯
上面的代碼能夠改爲以下形式:
static IEnumerable<int> GetIterator() { Console.WriteLine("迭代器返回了1"); yield return 1; Console.WriteLine("迭代器返回了2"); yield break; Console.WriteLine("迭代器返回了3"); yield return 3; }
(4)注意事項
<1>作foreach循環時多考慮線程安全性
在foreach時不要試圖對被遍歷的集合進行remove和add等操做
任何集合,即便被標記爲線程安全的,在foreach的時候,增長項和移除項的操做都會致使異常
(我在這裏犯過錯)
<2>IEnumerable接口是LINQ特性的核心接口
只有實現了IEnumerable接口的集合
才能執行相關的LINQ操做,好比select,where等
這些操做,咱們接下來會講到。
二:LINQ
1.查詢操做符
(1)源起
.net的設計者在類庫中定義了一系列的擴展方法
來方便用戶操做集合對象
這些擴展方法構成了LINQ的查詢操做符
(2)使用
這一系列的擴展方法,好比:
Where,Max,Select,Sum,Any,Average,All,Concat等
都是針對IEnumerable的對象進行擴展的
也就是說,只要實現了IEnumerable接口,就可使用這些擴展方法
來看看這段代碼:
List<int> arr = new List<int>() { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 }; var result = arr.Where(a => { return a > 3; }).Sum(); Console.WriteLine(result); Console.ReadKey();
這段代碼中,用到了兩個擴展方法。
<1>
Where擴展方法,須要傳入一個Func<int,bool>類型的泛型委託
這個泛型委託,須要一個int類型的輸入參數和一個布爾類型的返回值
咱們直接把a => { return a > 3; }這個lambda表達式傳遞給了Where方法
a就是int類型的輸入參數,返回a是否大於3的結果。
<2>
Sum擴展方法計算了Where擴展方法返回的集合的和。
(3)好處
上面的代碼中
arr.Where(a => { return a > 3; }).Sum();
這一句徹底能夠寫成以下代碼:
(from v in arr where v > 3 select v).Sum();
並且兩句代碼的執行細節是徹底同樣的
你們能夠看到,第二句代碼更符合語義,更容易讀懂
第二句代碼中的where,就是咱們要說的查詢操做符。
(4)標準查詢操做符說明
<1>過濾
Where
用法:arr.Where(a => { return a > 3; })
說明:找到集合中知足指定條件的元素
OfType
用法:arr.OfType<int>()
說明:根據指定類型,篩選集合中的元素
<2>投影
Select
用法:arr.Select<int, string>(a => a.ToString());
說明:將集合中的每一個元素投影的新集合中。上例中:新集合是一個IEnumerable<String>的集合
SelectMany
用法:arr.SelectMany<int, string>(a => { return new List<string>() { "a", a.ToString() }; });
說明:將序列的每一個元素投影到一個序列中,最終把全部的序列合併
<3>還有不少查詢操做符,請翻MSDN,之後有時間我將另起一篇文章把這些操做符寫全。
2.查詢表達式
(1)源起
上面咱們已經提到,使用查詢操做符表示的擴張方法來操做集合
雖然已經很方便了,但在可讀性和代碼的語義來考慮,仍有不足
因而就產生了查詢表達式的寫法。
雖然這很像SQL語句,但他們卻有着本質的不一樣。
(2)用法
from v in arr where v > 3 select v
這就是一個很是簡單的查詢表達式
(3)說明:
先看一段僞代碼:
from [type] id in source [join [type] id in source on expr equals expr [into subGroup]] [from [type] id in source | let id = expr | where condition] [orderby ordering,ordering,ordering...] select expr | group expr by key [into id query]
<1>第一行的解釋:
type是可選的,
id是集合中的一項,
source是一個集合,
若是集合中的類型與type指定的類型不一樣則致使強制轉化
<2>第二行的解釋:
一個查詢表達式中能夠有0個或多個join子句,
這裏的source能夠不等於第一句中的source
expr能夠是一個表達式
[into subGroup] subGroup是一箇中間變量,
它繼承自IGrouping,表明一個分組,也就是說「一對多」裏的「多」
能夠經過這個變量獲得這一組包含的對象個數,以及這一組對象的鍵
好比:
from c in db.Customers join o in db.Orders on c.CustomerID equals o.CustomerID into orders select new { c.ContactName, OrderCount = orders.Count() };
<3>第三行的解釋:
一個查詢表達式中能夠有1個或多個from子句
一個查詢表達式中能夠有0個或多個let子句,let子句能夠建立一個臨時變量
好比:
from u in users let number = Int32.Parse(u.Username.Substring(u.Username.Length - 1)) where u.ID < 9 && number % 2 == 0 select u
一個查詢表達式中能夠有0個或多個where子句,where子句能夠指定查詢條件
<4>第四行的解釋:
一個查詢表達式能夠有0個或多個排序方式
每一個排序方式以逗號分割
<5>第五行的解釋:
一個查詢表達式必須以select或者group by結束
select後跟要檢索的內容
group by 是對檢索的內容進行分組
好比:
from p in db.Products group p by p.CategoryID into g select new { g.Key, NumProducts = g.Count()};
<6>第六行的解釋:
最後一個into子句起到的做用是
將前面語句的結果做爲後面語句操做的數據源
好比:
from p in db.Employees select new { LastName = p.LastName, TitleOfCourtesy = p.TitleOfCourtesy } into EmployeesList orderby EmployeesList.TitleOfCourtesy ascending select EmployeesList;
參考資料
《LINQ實戰》
《深刻理解C#》第二版
《CLR VIA C#》第三版
《C# 高級編程》第四版