LINQ之路11：LINQ Operators之过滤(Filtering)
在本系列博客前面的篇章中，已经对LINQ的作用、C# 3.0为LINQ提供的新特性，还有几种典型的LINQ技术：LINQ to Objects、LINQ to SQL、Entity Framework进行了比较详细的介绍，至此，我们应该了解了各种LINQ技术之间的联系和区别。千里之行始于足下，这些基础理论是理解和使用LINQ的关键。但是我们在前面的文章中对于LINQ查询运算符（LINQ Operators）并没有完整的介绍，这就是接下来这几篇博客中所要做的工作。大家可以按顺序依次对各个LINQ Operators进行学习，也可以把他们看成一个reference，作为参考查询之用。
示例数据
在这几篇讨论LINQ Operators的文章中，所有的示例都会（如果需要）用到下面的names数组：
string[] names = { "Tom", "Dick", "Harry", "Mary", "Jay" };
所有查询数据库的示例都会假设我们创建了强类型的DataCotnext变量dataContext，如下：
var dataContext = new LifePoemContext ("connection string...");
...
public class LifePoemContext : DataContext
{
public LifePoemContext (string cxString) : base (cxString) {}
public Table<Customer> Customers { get { return GetTable<Customer>(); } }
public Table<Purchase> Purchases { get { return GetTable<Purchase>(); } }
}
[Table] public class Customer
{
[Column(IsPrimaryKey=true)] public int ID;
[Column] public string Name;
[Association (OtherKey="CustomerID")]
public EntitySet<Purchase> Purchases = new EntitySet<Purchase>();
}
[Table] public class Purchase
{
[Column(IsPrimaryKey=true)] public int ID;
[Column] public int? CustomerID;
[Column] public string Description;
[Column] public decimal Price;
EntityRef<Customer> custRef;
[Association (Storage="custRef",ThisKey="CustomerID",IsForeignKey=true)]
public Customer Customer
{
get { return custRef.Entity; } set { custRef.Entity = value; }
}
}
上面的DataContext和实体类是LINQ to SQL工具（如通过Visual Studio新增一个”LINQ to SQL Classes” Item）生成的简化版本。其中Customer和Purchase包含了一个简单的1：多关系，下面是对应的SQL表定义：
create table Customer
(
ID int not null primary key,
Name varchar(30) not null
)
create table Purchase
(
ID int not null primary key,
CustomerID int references Customer (ID),
Description varchar(30) not null,
Price decimal not null
)
Filtering Operators
IEnumerable<TSource> → IEnumerable<TSource>
返回输入sequence中元素的一个子集
|
Operator |
说明 |
SQL语义 |
|
Where |
返回符合给定条件的elements子集 |
WHERE |
|
Take |
返回开始的N个元素，忽略剩下的元素 |
WHERE ROW_NUMBER()... 或TOP n 子句 |
|
Skip |
忽略开始的N歌元素，返回之后的元素 |
WHERE ROW_NUMBER()... 或NOT IN (SELECT TOP n...) |
|
TakeWhile |
返回输入sequence中的元素，直到指定条件为false，然后忽略剩下的元素 |
Exception thrown |
|
SkipWhile |
忽略输入sequence中的元素，直到指定条件为false，然后返回剩下的元素 |
Exception thrown |
|
Distinct |
返回去除重复元素的sequence |
SELECT DISTINCT... |
对每一个过滤方法而言，总是得到一个少于或等于初始元素个数的序列，而不可能返回更多的元素！并且这些元素不会经过任何改变，而是与原始元素一致。
Where
|
参数 |
类型 |
|
Source sequence |
IEnumerable<TSource> |
|
Predicate/条件 |
TSource => bool or (TSource,int) => boola |
a带索引的lambda表达式在LINQ to SQL和Entity Framework中不可用。
查询表达式语法：where bool-expression
Enumerable.Where实现
Enumerable.Where的内部实现大致如下（略去null引用的检查）：
public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>
(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate)
{
foreach (TSource element in source)
if (predicate(element))
yield return element;
}
介绍
Where返回输入sequence中满足指定条件的elements，比如：
string[] names = { "Tom", "Dick", "Harry", "Mary", "Jay" };
IEnumerable<string> query = names.Where(name => name.EndsWith("y"));
// Result: { "Harry", "Mary", "Jay" }
对应的查询表达式语法：
IEnumerable<string> query = from n in names
where n.EndsWith("y")
select n;
在一个查询中where子句可以出现多次并且可以和let子句搭配使用：
string[] names = { "Tom", "Dick", "Harry", "Mary", "Jay" };
IEnumerable<string> query = from n in names
where n.Length > 3
let u = n.ToUpper()
where u.EndsWith("Y")
select u;
// Result: { "HARRY", "MARY" }
索引过滤
Where的条件支持第二个可选参数，类型为int，它的值等于每个element在输入sequence中的位置，这样我们就可以在lambda表达式中使用这个index信息。比如，下面的例子忽略index为单数的elements:
IEnumerable<string> query = names.Where((n, i) => i % 2 == 0);
// Result: { "Tom", "Harry", "Jay" }
如果你在LINQ to SQL或Entity Framework中使用索引参数，将会抛出异常。
LINQ to SQL和EF中的SQL LIKE 比较
下面这些字符串方法会被翻译成SQL的LIKE操作符：Contains、StartsWith、EndsWith。
比如：c.Name.Contains ("abc") 翻译成customer.Name LIKE '%abc%' （或者与之等价的参数版本）。
需要注意的是，在使用Contains时，我们只能用来与本地计算的表达式进行比较，如果要和另外一列进行比较，我们必须借助于SqlMethod.Like方法：
IQueryable<Purchase> query = purchases
.Where(p => SqlMethods.Like(p.Description, "%" + p.Customer.Name + "%"))
.OrderBy(p => p.ID)
.Select(p => p);
LINQ to SQL和EF中的WHERE x IN (..., ..., ...)
对于LINQ to SQL和EF，我们可以在过滤条件中对一个本地集合应用Contains方法，比如：
string[] chosenOnes = { "Tom", "Jay" };
IQueryable<Customer> query =
from c in dataContext.Customers
where chosenOnes.Contains(c.Name)
select c;
这会映射到SQL的IN操作符，即：WHERE customer.Name IN ("Tom", "Jay")。如果本地集合是一个entities数组或其他的非标量类型，LINQ to SQL和EF可能会生成EXISTS子句。
Take和Skips
|
参数 |
类型 |
|
Source sequence |
IEnumerable<TSource> |
|
获取或忽略的elements个数 |
int |
Take返回前面n个元素并丢弃剩下的元素；Skip丢弃前面n个元素并返回剩下的元素。这两个方法通常一起使用以实现web页面的数据分页效果，让用户能在一个大型的结果集上进行导航，比如：
// 假设用户在一个图书数据库中查找包含"mercury"的所有图书
// 如果查找结果包含100条记录，下面的查询会返回前面20条
IQueryable<Book> query = dataContext.Books
.Where (b => b.Title.Contains ("mercury"))
.OrderBy (b => b.Title)
.Take (20);
// 下面的查询则返回第21到40行数据（第2页）
IQueryable<Book> query = dataContext.Books
.Where (b => b.Title.Contains ("mercury"))
.OrderBy (b => b.Title)
.Skip (20).Take (20);
对于SQL Server 2005，LINQ to SQL和EF 会把Take和Skip翻译成ROW_NUMBER函数，而对于更早的SQL Server版本，它们会被翻译成Top n子句。
TakeWhile和SkipWhile
|
参数 |
类型 |
|
Source sequence |
IEnumerable<TSource> |
|
Predicate |
TSource => bool or (TSource,int) => bool |
TakeWhile遍历输入sequence，返回每个element，直到给定的测试条件为false，然后忽略剩下的elements：
int[] numbers = { 3, 5, 2, 234, 4, 1 };
var takeWhileSmall = numbers.TakeWhile(n => n < 100); // { 3, 5, 2 }
SkipWhile遍历输入sequence，忽略每个element，直到给定的测试条件为false，然后返回剩下的elements：
int[] numbers = { 3, 5, 2, 234, 4, 1 };
var skipWhileSmall = numbers.SkipWhile(n => n < 100); // { 234, 4, 1 }
TakeWhile和SkipWhile没有对应的SQL翻译，如果在LINQ-to-db查询中使用他们会导致运行时错误。
Distinct
Distinct返回去除了重复元素之后的输入sequence，在确定元素是否重复时只能使用默认的相等比较方法：
// The following returns distinct letters in a string
char[] distinctLetters = "HelloWorld".Distinct().ToArray();
string s = new string (distinctLetters); // HeloWrd
我们可以在string变量上直接调用LINQ方法，因为string实现了IEnumerable<char>。
在下一篇博客中，会详细讨论LINQ运算符中的数据转换：Select和SelectMany。
