LINQ查詢（中）
- （接上文）Lambda表達式及Func方法簽名：標準的查詢運算符使用了一個泛型Func委託，Func是System.Linq命名空間中一組通用的泛型委託，它的作用是保證Func中的參數順序和Lambda表達式中的參數順序一致。因此，一個
Fuc<TSource,bool>對應的Lambda表達式爲TSource=>bool，也就是接受一個TSource，返回bool。
類似的，Func<TSource,TResult>所對應的Lambda表達式爲TSource=>TResult。 - Lambda表達式和元素類型：標準的查詢運算符使用下面這些泛型：
**泛型類型** **名稱意義**
TSource 輸入集合的元素類型
TResult 輸出集合的元素類型（不同於TSource）
TKey 在排序、分組或者連接操作中所用的鍵這裏的TSource有輸入集合的元素類型決定。而TResult和TKey則由我們給出的lambda表達式指定。以Select的簽名爲例：
public static IEnumerable<TResult> Select<TSource,TResult>
(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource,TResult> selector)在Func<TSource,TResult>對應的Lambda表達式是TSource=>TResult,這個表達式定義了輸入元素和輸出元素之間的映射關係，實際上TSource和TResult可以是不同的數據類型。更進一步說，Lambda表達式可以指定輸出序列的類型。也就是說Select運算符可以根據Lambda表達式中的定義將輸入類型轉換成輸出類型。下面這個示例中使用Select運算符將string類型的集合元素轉換成int類型的數據來輸出：
string[] names = { "Tom", "Dick", "Harry", "Mary", "Jay" };
IEnumerable<int> query = names.Select (n => n.Length);
foreach (int length in query)
Console.Write (length + "|"); // 3|4|5|4|3|編譯器通過判斷Lambda表達式中返回值的類型，推斷出TRsult的類型。在這個示例中，推斷TResult爲int型。
Where查詢運算符的內部操作比Select查詢運算符要簡單一些，因爲他只篩選集合，不對集合中的元素進行類型轉換，因此不需要進行類型推斷。它的簽名如下：
public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>
(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource,bool> predicate)最後我們看一下Orderby運算符的方法簽名：
// Slightly simplified:
public static IEnumerable<TSource> OrderBy<TSource,TKey>
(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource,TKey> keySelector)Func<TSource,TKey>將每一個輸入元素關聯到一個排序鍵TKey，TKey的類型也是由Lambda表達式中推測出來的，但他的類型與輸入類型和輸出類型是無關的，三者是獨立的，類型可以相同也可以不同。例如，我們可以選擇對names集合按照名字的長度進行排序（TKey是int），也可以對names集合按字母排序（TKey是string）：
string[] names = { "Tom", "Dick", "Harry", "Mary", "Jay" };
IEnumerable<string> sortedByLength, sortedAlphabetically;
sortedByLength = names.OrderBy (n => n.Length); // int key
sortedAlphabetically = names.OrderBy (n => n); // string key
自然排序
LINQ中集成了對集合的排序功能，這種內置的排序對整個LINQ體系來說有重要的意義。因爲一些查詢操作直接依賴於這種排序，例如：Take、Skip、和Reverse。
Take運算符會輸出集合中前x個元素，這個x以參數的形式指定，例如：
int[] numbers = { 10, 9, 8, 7, 6 };
IEnumerable<int> firstThree = numbers.Take (3); // { 10, 9, 8 }Skip運算符會跳過集合中的前x個元素，輸出其餘元素：例如：
IEnumerable<int> lastTwo = numbers.Skip (3); // { 7, 6 }Reverse運算符則會將集合中的所有元素反轉，也就是按照元素當前順序的逆序排列：
IEnumerable<int> reversed = numbers.Reverse(); // { 6, 7, 8, 9, 10 }Where和Select這兩個查詢運算符在執行時，將集合中元素按照原有的順序進行輸出，事實上，在LINQ中，除非有必要，否則各個查詢運算符都不會告便集合中元素的排序方式。
其他查詢運算符
在LINQ中，並不是所有的查詢運算符都會返回一個集合，一些針對元素的運算符可以從輸入集合衆返回單個元素，如First、Last、ElementAt等查詢運算符，下面是幾個簡單示例：
int[] numbers = { 10, 9, 8, 7, 6 };
int firstNumber = numbers.First(); // 10
int lastNumber = numbers.Last(); // 6
int secondNumber = numbers.ElementAt(1); // 9
int secondLowest = numbers.OrderBy(n=>n).Skip(1).First(); // 7而聚合運算符則返回一個表示數量的值：
int count = numbers.Count(); // 5;
int min = numbers.Min(); // 6;下面這些量詞運算符返回bool型的結果：
bool hasTheNumberNine = numbers.Contains (9); // true
bool hasMoreThanZeroElements = numbers.Any(); // true
bool hasAnOddElement = numbers.Any (n => n % 2 != 0); // true由於這些運算符返回的不是一個集合，所以無法在他們的後面再使用其他查詢運算符，這一點很容易理解，所以這些運算符一般都不現在一個查詢的結尾。
有些查詢運算符同時接受兩個輸入集合，例如Concat運算符會把一個集合衆的元素添加到另一個元素的集合中，另外還有Union運算符，他和Concat運算符的作用是相同的，唯一的區別是Union運算符會將結果集合中相同的元素去掉：
int[] seq1 = { 1, 2, 3 };
int[] seq2 = { 3, 4, 5 };
IEnumerable<int> concat = seq1.Concat (seq2); // { 1, 2, 3, 3, 4, 5 }
IEnumerable<int> union = seq1.Union (seq2); // { 1, 2, 3, 4, 5 }實際上，連接運算符也屬於這一類，這在後面的章節中會繼續介紹。
查詢表達式
C#中新增了一組專門用於LINQ查詢的語法結構，這種語法結構和C#原有的語法差別很顯著，這種語法結構用到的查詢運算符如from、select、where等和SQL中的關鍵字很類似，但實際上這種語法結構並不是基於SQL設計出來的，而是來源於諸如LISP和Haskell這樣的函數式編程語言。C#借鑑了這些語言中的列表解析方式。
在之前的章節中，我們以查詢表達式流的方式寫過這樣一段代碼，他可以篩選出names集合中的所有含字母a的元素，並把這些元素排序後以大寫形式輸出。下面使用查詢表達式語法來完成相同的操作：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class LinqDemo
{
static void Main()
{
string[] names = { "Tom", "Dick", "Harry", "Mary", "Jay" };
IEnumerable<string> query =
from n in names
where n.Contains ("a") // Filter elements
orderby n.Length // Sort elements
select n.ToUpper(); // Translate each element (project)
foreach (string name in query) Console.WriteLine (name);
}
}
JAY
MARY
HARRY查詢表達式一般以from字句開始，最後一select或者group字句結束。from子句的作用是定義一個範圍變量，（本例中是n），這個變量會分別被輸入序列中的每個元素賦值，通過這個變量，可以操作序列中的所有元素，實際上和foreach循環中的臨時變量的作用是相同的。下圖展示了完整的語法：
提示：要理解上面查詢表達式中邏輯關係，可以從表達式的最左邊開始把整個表達式看作是一個隊列，例如，在一個表達式中，在from子句之後，可以選擇性的使用orderby、where、let、或者join子句。在所有這些子句之後，我們可以接着使用select或者group來結束整個查詢。也可以不直接結束查詢，而是把上次的查詢結果是做一個輸入，重新使用from、orderby、where、let或者join子句進行第二輪查詢。
- 編譯器在執行查詢表達式之前會把他編譯成運算符流的形式，這樣更接近它的原始狀態。這個過程非常機械化，並沒沒有使用什麼特別操作，都是最常用的基本操作。foreach語句也是一樣。就是通過多次調用GetEnumerator和movenext方法來完成內部邏輯。因此查詢表達式中的所有邏輯都可以用運算符流語法來書寫。鞋面這個語句是上面的查詢表達式經編譯器編譯後的結果：
IEnumerable<string> query = names.Where (n => n.Contains ("a"))
.OrderBy (n => n.Length)
.Select (n => n.ToUpper());Where、Orderby、Select這些運算符（我覺得是說的是查詢表達式中的關鍵字）在執行前被解析成運算符流語法中相對的運算符，能達到這個效果，是因爲這些關鍵字綁定了Enumerbale類中對應的查詢語法，如何知道綁定到哪個方法呢？在一開始導入了System.Linq命名空間，並且輸入集合names也實現了Enumerable<string>接口，這時使用Where、Orderby和Select這些運算符時，編譯器就會依次找到Enumerable類中綁定的方法，最終完成查詢的是這些方法而不是運算符，只是以一種更抽象的方式定義查詢表達式，這種做法不僅讓代碼更易懂，而且還可以在執行的時候判斷到底需要調用哪個類中的Where和Select方法。還有其他類也實現了這些方法，例如下面要講到的Queryable類。
如果我們從代碼中刪除對System.linq命名空間的引用，那麼查詢表達式就不能順利編譯，因爲編譯器在編譯where、orderby和select的時候，找不到與之對應的方法去綁定，編譯器需要的是可以進行綁定的方法。這時需要導入命名空間，或者爲每個查詢運算符實現一個相應的方法。
範圍變量
在之前用到的LINQ表達式中，緊跟在from關鍵字之後標識符n實際上是一個範圍變量。範圍變量指向當前序列中藥進行操作的元素。
在之前的示例中，在每一個查詢子句中都有範圍變量，每個範圍變量都會在各個子句中被重新定義，後面的子句並沒有重用前面子句中的範圍變量，下面是一個簡單示例：
from n in names // 這裏的n是範圍變量
where n.Contains ("a") // n = from裏的n
orderby n.Length // n = 經where字句篩選過的n
select n.ToUpper() // n = 使用經orderby排序過的集合中的n經過上面的解釋，就很容易理解編譯器將LINQ表達式轉換成運算符流形式後的代碼是：
names.Where (n => n.Contains ("a")) // 私有的局域變量
.OrderBy (n => n.Length) // 一個新的私有局域變量
.Select (n => n.ToUpper()) // 又一個正如我們看到的，在每個子查詢的Lambda表達式中，n都會被重新定義。
- 如果有必要，在查詢中可以將結果集暫存於某個變量中作爲中間結果集，然後再對這個中間結果集進行新的查詢。要定義這種存儲中間結果的變量，需要使用下面幾個子句：
①let
②into
③一個新的from子句
④join
我們會在後面的內容中介紹這幾個字句的使用方式。