?Linq（Language Integrated Query，集成查詢語言），顧名思義就是用來查詢數據的一種語言（可以看作是一組功能、框架特性的集合）。在.NETFramework3.5（大概2007年）引入C#，用統一的C#語言快速查詢各種數據，如數據庫、XML文檔、對象集合等等。Linq的誕生對 C# 編程領域產生了深遠而持久的影響，改變了開發人員對查詢的思考方式。

• 使用簡單：統一語法（鏈式方法語法、類似SQL的查詢語法），智能提示。
• 類型安全：編譯時強類型檢查，減少運行時錯誤。
• 延遲執行，查詢本身只是構建了一個表達式，在真正使用的時候（foreach、ToList、查詢數據庫）才會執行。
• 支持多種數據源：內存中的集合，以及各種外部數據庫。

Linq支持查詢任何實現了IEnumerable<T>接口的集合類型，基本上所有集合數據都支持Linq查詢。如下示例：大于 5 的偶數，并倒敘排列取前三名

//方法鏈語法
var query = arr.Where(n => n > 5 && n % 2 == 0).OrderByDescending(n => n).Take(3);

01、Linq 基礎概括

1.1、Linq語法：鏈式方法、查詢表達式

Linq 有兩種語法風格，如下實例代碼，一種是常規C#方法調用方式，另外一種是類似SQL的查詢表達式。這兩種語法其本質是一樣的，編譯后的中間語言（IL）是一樣的，確實僅僅只是語法形式不同而已。

??鏈式方法：就是字面意思，函數式方法調用。這些方法都來自 IEnumerable 接口或 IQueryable 接口的擴展方法，這些方法提供了過濾、聚合、排序等多種查詢功能。

??查詢表達式：查詢表達式由一組用類似于 SQL 的聲明性語法所編寫的子句組成。 每個子句依次包含一個或多個 C# 表達式，而這些表達式可能本身就是查詢表達式，或者包含查詢表達式。查詢表達式必須以 from 子句開頭，且必須以 select 或 group 子句結尾。

//方法鏈語法
var query = arr.Where(n => n > 5 && n % 2 == 0).OrderByDescending(n => n).Take(3);
//查詢表達式語法，類似數據庫SQL語言+C#的語法風格
var query2 = (from n in arr
				 where n > 5 && n % 2 == 0
                  orderby n descending
                  select n).Take(3);

?? 兩種編寫方式編譯后生成的IL代碼實際上是一樣的，也可以混合使用，因此他們并沒有性能差異。

查詢表達式并不能實現獲取前3個元素，此時就需要兩者混合使用，

var query = from u in list
    where u.Age>14
    group u by u.Address into gu
    orderby gu.Count() descending
    select (gu.Key,gu.Count());
query = query.Take(3);

1.2、Linq執行：本地查詢、解釋型查詢

LINQ 提供了兩種用途的架構：針對本地（內存）對象的本地查詢，以及針對遠程數據源（數據庫）的解釋性查詢。兩者的語法形式基本一樣，都支持鏈式方法、查詢表達式。

??本地查詢：實現了針對IEnumerable的內存集合（數組、List）的查詢，其Linq的擴展方法都在 System.Linq.Enumerable 類中。查詢只是構建了一個可枚舉的迭代裝飾器序列，延遲在使用（消費）數據時執行。

??解釋查詢：解釋查詢是描述性的，實現了針對IQueryable（Table、DbSet）的遠程數據查詢，對應擴展方法都在 System.Linq.Queryable 類中。他們在運行時生成表達式樹，并進行解釋為SQL語句，在數據庫中執行該SQL語句并獲取數據。

IQueryable 繼承自 IEnumerable，因此解釋查詢可以轉換為本地查詢，query.AsEnumerable()，不過需謹慎使用，會將數據庫的相應數據都加載到內存中。

public interface IQueryable<out T> : IEnumerable<T>, IEnumerable, IQueryable
{
}

??表達式樹是一個微型的代碼DOM結構，樹中的節點是Expression類型的節點，涵蓋各種語法形式，如參數、變量、常量、賦值、比較、循環等等。表達式樹可以轉換（Compile）為委托，反之則不能。

1.3、延遲執行的注意事項

延遲執行是指查詢代碼不會立刻執行，而是在正真取數的時候才會執行。他是Linq最主要的特點，是優點，也不全是，有些需要注意的地方。

• 并不是所有的Linq方法都是延遲的，如：First()、Last()、ToArray()、ToList()，及Count、Max等聚合計算方法會立即執行。
• 如果數據源變了，結果也會變化。

List<int> list = [2,3,9,4,5];
var query = list.Where(s=>s>5);
Console.WriteLine(query.Sum()); //9
list.Add(6);
Console.WriteLine(query.Sum()); //15

• 重復取數時，查詢也會重復執行，可能會浪費性能，特別是復雜、耗時的查詢。避免的方式就是query.ToList() 一次性立即獲取數據。
• Lambda變量捕獲，變量的值在真正執行查詢的時候才會獲取，這是方法閉包的特點。

List<int> list = [2,3,9,4,5];
int n = 5;
var query = list.Where(s=>s>n);
n = 4;
Console.WriteLine(query.Sum()); //14 //使用的n=4

1.4、迭代裝飾器序列

為了支持延遲執行，Linq內部封裝了很多迭代裝飾器，偷偷看了下源碼，如 WhereIterator、SelectEnumerableIterator、ReverseIterator、UnionIterator 等，都是Linq內部的迭代裝飾器。迭代裝飾器會保留輸入序列的引用及其他相關參數，僅當枚舉結果時才會執行。

迭代序列裝飾器本身繼承自IEnumerable，因此就支持裝飾器之間的嵌套。下面為迭代裝飾器序列基類的源碼 Iterator.cs。

internal abstract class Iterator<TSource> : IEnumerable<TSource>, IEnumerator<TSource>
 {
    private readonly int _threadId;
    internal int _state;
    internal TSource _current = default!;
}

2、Enumerable擴展方法匯總?

內存集合的Linq擴展方法，基本都來自Enumerable類，參考官方 Enumerable 類。用于數據庫的解釋性查詢方法在 System.Linq.Queryable 類中，方法和 Enumerable 基本上都是對應的。基本上所有的Linq方法都在這里匯總：

2.1、示例：構建動態查詢

根據用戶輸入條件，構建動態查詢條件，使用 Skip 和 Take 實現分頁。

var query = list.AsEnumerable();
if (!string.IsNullOrWhiteSpace(name))
    query = query.Where(s => s.Name.Contains(name, StringComparison.OrdinalIgnoreCase));
if (age.HasValue)
    query = query.Where(s => s.Age == age);
if (!string.IsNullOrWhiteSpace(address))
    query = query.Where(s => s.Address.Contains(address));
//使用 Skip 和 Take 實現分頁
query = query
    .Skip((pageNumber - 1) * pageSize)
    .Take(pageSize);
//執行查詢，獲取結果
var result = query.ToArray();

2.2、自定義擴展

本地查詢擴展是很容易的，基于IEnumerable<T>實現擴展方法即可。IQueryable擴展則要考慮數據庫的支持和映射，一般無需自定義擴展。

//交替獲取元素集合
public static IEnumerable<T> AlternateElements<T>(this IEnumerable<T> source)
{
    int index = 0;
    foreach (T element in source)
    {
        if (index % 2 == 0)
        {
            yield return element;
        }

        index++;
    }
}

//使用
var query = list.AlternateElements();

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