C#进阶-LINQ表达式基础语法

本篇文章我们将演示LINQ扩展包的基础语法，以Select查询、Count计数、Average平均值、OrderBy排序函数为例，目前LINQ支持两种语法，我会在每个案例前先用大家熟知的SQL语句表达，再在后面用C#的两种LINQ语法分别实现。LINQ语法第一次接触难免感到陌生，最好的学习方式就是在项目中多去使用，相信会有很多感悟。

一、LINQ表达式学前准备

在学习之前，我们要做一些准备工作，我们需要创建User对象和包含User对象的集合，作为后面查询和输出的数据源。

1、C#代码准备

C#类：

class User
{
    public int id { get; set; } 
    public string name { get; set; } 
    public bool gender { get; set; }//male: true; female: fasle
    public int age { get; set; }
    public string occupation { get; set; } //职业
}

List<User> list = new List<User>()
{
    new User { id = 1, name = "Zhang Long", age = 38, gender = true, occupation = "Teacher"},
    new User { id = 2, name = "Zhang Jin", age = 18, gender = false, occupation = "Student"},
    new User { id = 3, name = "Zhang Shuai", age = 38, gender = false, occupation = "Teacher"},
    new User { id = 4, name = "Liu Guangzhi", age = 38, gender = false, occupation = "Doctor"},
    new User { id = 5, name = "Liu Ziming", age = 38, gender = true, occupation = "Doctor"},
    new User { id = 6, name = "Liu Shuai", age = 29, gender = false, occupation = "Doctor"},
    new User { id = 7, name = "Liu Jin", age = 21, gender = true, occupation = "Builder"},
    new User { id = 8, name = "Jiang Long", age = 38, gender = true, occupation = "Builder"},
    new User { id = 9, name = "Hu Ziming", age = 21, gender = true, occupation = "Student"},
    new User { id = 10, name = "Hu Jin", age = 21, gender = false, occupation = "Student"}
};

2、数据库准备

SQL数据源：

二、LINQ表达式基础语法示例

1、Select 查询

/* SQL里的表达: 查找用户里职业是医生的人的姓名，按照年龄倒序输出 */
select name from user where occupation = "Doctor" order by age desc;

/* C#版本1 */
List<string> nameList = (from u in list where u.occupation == "Doctor" orderby u.age descending select u.name).ToList();
/* C#版本2 */
List<string> nameList = list.OrderByDescending(u => u.age).Where(p => p.occupation == "Doctor").Select(x => x.name).ToList();

Liu Guangzhi, Liu Ziming, Liu Shuai /* 输出结果 */

其中，C#版本1的语法是 from 变量名 in 集合 where 条件 orderby 条件 select 结果变量，得到的结果是LINQ的内置类型<Enumerable>，可直接视为匿名类型(var)，需用.ToList()转换为List<string>类型。C#版本2是LINQ的一种扩展写法，是更加常用的写法。

2、Count 计数

/* SQL里的表达: 查找用户里姓Zhang的女性教师的数量*/
select count(*) from user where occupation = "Teacher" and name like 'Zhang%' and gender = false;

/* C#版本1 */
int count = (from u in list where u.occupation == "Teacher" where !u.gender where u.name.StartsWith("Zhang") select u).Count();
/* C#版本2 */
int count = list.Count(u => u.occupation == "Teacher" && !u.gender && u.name.StartsWith("Zhang"));

1 /* 输出结果 */

3、Average 平均值

/* SQL里的表达: 查找用户里的小于40岁的某姓医生的平均年龄 */
select avg(age) from user where occupation = "Doctor" and name like 'Liu%' and age < 40;

/* C#版本1 */
double averageNum = (from u in list where u.occupation == "Doctor" where u.age<40 where u.name.StartsWith("Liu") select u.age).Average();
/* C#版本2 */
double averageNum = list.Where(u => u.occupation == "Doctor" && u.age < 40 && u.name.StartsWith("Liu")).Select(u => u.age).Average();

35 /* 输出结果 */

4、Max/Min/Sum/ 最大/小值/总和

这里仅需参考LINQ求平均值的例子，求最大/小值或者总和时，只需要把C#语句末尾的.Average()方法替换成.Max()/.Min()/.Sum()即可。

5、OrderBy 排序

/* SQL里的表达: 查找用户里名字带Jin的人，优先按照年龄倒序，其次按照姓氏拼音正序，输出这些人的全部信息 */
select * from user where name like '%Jin%' order by  age desc name asc;

/* C#版本1 */

List<User> userList = (from u in list where u.name.Contains("Jin") orderby u.age descending orderby u.name select u).ToList();
/* C#版本2 */

List<User> userList = list.Where(u => u.name.Contains("Jin")).OrderByDescending(u => u.age).OrderBy(u => u.name).ToList();

{id = 10, name = Hu Jin, age = 21, gender = False, occupation = Student}, 
{id = 7, name = Liu Jin, age = 21, gender = True, occupation = Builder}, 
{id = 2, name = Zhang Jin, age = 18, gender = False, occupation = Student} /* 输出结

6、Any/All 函数

Any()函数判断判断是否至少存在一个符合元素符合条件；All()函数判断是否全部元素都符合条件；下面以Any()函数为例：

/* SQL里的表达: 查找用户里是否存在年龄小于30岁职业是医生的女性 */
select count(*) from user where occupation = "Doctor" and gender = false and age < 30; //返回符合的个数

/* C#版本1 */
bool result = (from u in list where u.age < 30 where !u.gender where u.occupation == "Doctor" select u).Any();
/* C#版本2 */
bool result = list.Any(u => u.age < 30 && !u.gender && u.occupation == "Doctor");

数据源中所有医生如下：

可以看到，目前我们数据源里是有Liu Shuai这一条符合三个属性(小于30岁/医生/女性)的。

true /* 输出结果 */

这里Any()函数是只要存在至少一个符合全部条件的结果，即返回布尔值True，只有在一个都不符合条件的情况下才会返回False；与之相反，All()函数只有在全部数据都符合全部条件的情况下，才会返回True，只要有一条不满足就返回False；All()函数的语法和Any()函数的语法相同，上面的例子把Any()直接替换成All()即可。

7、Single/SingleOrDefault 函数

Single()判断是否只有一个元素符合条件，若成立则返回该元素，若不成立则抛出异常。

/* SQL里的表达: 查找用户里年龄小于30岁职业是医生的女性 */
select * from user where occupation = "Doctor" and gender = false and age < 30

/* C#版本1 */
User userResult = (from u in list where u.age < 30 where !u.gender where u.occupation == "Doctor" select u).Single();
/* C#版本2 */
User userResult = list.Single(u => u.age < 30 && !u.gender && u.occupation == "Doctor");

{id = 6, name = Liu Shuai, age = 29, gender = False, occupation = Doctor} /* 输出结果 */

Single()要求有且只有一条满足要求的数据，多条满足条件或一条也没有，此方法会报错；
SingleOrDefault()要求最多有一条满足要求的数据，多条满足条件，此方法会报错；没有数据则返回数据类型的默认值；
类似的还有First()、FirstOrDefault()、Last()、LastOrDefault()，这里给大家做了一个异常表格记录了各种情况的返回值：

面对可能出现的异常，我们一般在使用这类方法时要进行Try{…}Catch(…){…}。

8、Skip/Take/Top 函数

/* SQL里的表达: 查找用户表自然排序第4个人到第6个人的姓名*/
select name from user limit 3,3;

/* C#版本1 */
List<string> nameList = (from u in list select u.name).Skip(3).Take(3).ToList();
/* C#版本2 */
List<string> nameList = list.Skip(3).Take(3).Select(x => x.name).ToList();

Liu Guangzhi, Liu Ziming, Liu Shuai /* 输出结果 */

同理，Top(n)表示截取前n条数据。

三、LINQ表达式总结

在现代编程中，Linq（Language Integrated Query）表达式是.NET语言中的一项强大功能，允许开发者以声明式方式查询和操作数据。Linq可以用于各种数据源，包括数组、列表、XML文件以及数据库。本部分将总结Linq的关键特性，并通过一个同类程序集的对比表格，展示Linq在不同环境下的应用与效能。

1、LINQ表达式的特点

• 集成性：Linq表达式完美集成于C#和VB.NET等语言，提供一致的查询能力。
• 可读性：Linq语法简洁，易于编写和理解，大大提高了代码的可读性。
• 强类型：Linq是强类型的，这意味着在编译时就可以检查类型错误，提高程序的稳定性。
• 多数据源支持：Linq不限于查询数据库，还可以操作数组、列表等多种数据结构。

2、LINQ与同类程序集的对比

3、LINQ表达式总结

Linq技术为.NET开发者提供了一个强大的工具，能够简化复杂数据操作并整合不同的数据源。其语法的统一性和强类型特征使得开发过程中数据操作更加安全，同时也更加直观。尽管在处理非常大的数据集时性能可能会成问题，但对于大多数日常开发任务而言，Linq提供了既高效又易用的解决方案。通过使用Linq，开发者可以减少代码量，提高代码质量，并能更好地维护和扩展其应用程序。无论是在企业级应用还是在小型项目中，Linq都证明了自己的价值，是.NET生态中不可或缺的一部分。