linq group join

Posted 2020-07-23 吴晓阳

本篇介绍Linq的Group和Join操作，继续使用《Linq 学习(3) 语法结构》中介绍的数据源。

Group
Group是进行分组操作，同SQL中的Group By类似。
原型如下：

public static IEnumerable<IGrouping<TKey, TSource>> GroupBy<TSource, TKey>( 
    this IEnumerable<TSource> source, 
    Func<TSource, TKey> keySelector)

它有几个重载，返回类型有两种：IEnumerable<IGrouping<TKey, TSource>> 和 IEnumerable<TResult>。
返回类型为：IEnumerable<IGrouping<TKey, TSource>>
示例：
返回按学号分组学生的成绩

var result = from score in DataSource.Scores 
             group score by score.StudentID into scoreGroup 
             select scoreGroup;

scoreGroup为IGrouping<TKey, TSource>类型，返回结果为IEnumerable<IGrouping<TKey, TSource>>，既集合的集合，因此输出时需用双重循环。
IGrouping<TKey, TElement>接口定义为：

public interface IGrouping<TKey, TElement> : IEnumerable<TElement>, IEnumerable 
{ 
    TKey Key { get; } 
}

其中Key为分组依据的字段。

foreach (var group in result) 
{ 
    //输出分组依据的字段 
    Console.WriteLine("\\nStudent ID:" + group.Key); 

    // 输出组内成员 
    foreach (var score in group) 
    { 
        Console.WriteLine(score); 
    } 
} 

// result: 
// Student ID:1 
// Student ID:1,Course ID:1,Score:78 
// Student ID:1,Course ID:2,Score:60 
// ... 

// Student ID:2 
// Student ID:2,Course ID:1,Score:59 
// ...

等效的扩展方法调用实现为：

var result = DataSource.Scores.GroupBy(score => score.StudentID);

返回类型为：IEnumerable<TResult>
对分组结果进行一些包装，如包装为匿名类型。
返回按学号分组学生的成绩

var result = from score in DataSource.Scores 
             group score by score.StudentID into scoreGroup 
             select new { StudentID = scoreGroup.Key, Group = scoreGroup };

匿名类型中Group为IGrouping<TKey, TSource>类型。
等效的扩展方法调用实现为：

var result = DataSource.Scores.GroupBy(score => score.StudentID, 
    (key, group) => new { StudentID = key, Group = group });

其他一些重载使用方法类似。

Join

连接操作。

public static IEnumerable<TResult> Join<TOuter, TInner, TKey, TResult>( 
    this IEnumerable<TOuter> outer, 
    IEnumerable<TInner> inner, 
    Func<TOuter, TKey> outerKeySelector, 
    Func<TInner, TKey> innerKeySelector, 
    Func<TOuter, TInner, TResult> resultSelector)

从Join方法原型可以看出其使用方法。

内连接
选择左右两侧集合都含有相对应的元素。
示例：
查询学生的姓名、学科、成绩。

var result = from score in DataSource.Scores 
             join student in DataSource.Students on score.StudentID equals student.StudentID 
             join course in DataSource.Courses on score.CourseID equals course.CourseID 
             select new { StudentName = student.Name, CourseName = course.CourseName, ScoreValue = score.Value }; 
// result 
// { StudentName = Andy, CourseName = C Language, ScoreValue = 78 } 
// { StudentName = Andy, CourseName = Biophysics, ScoreValue = 60 } 
// ... 
// { StudentName = Bill, CourseName = C Language, ScoreValue = 59 } 
// { StudentName = Cindy, CourseName = Biophysics, ScoreValue = 60 } 
// ...

等效的扩展方法调用实现为：

var result = 
    DataSource.Scores.Join( 
    DataSource.Students, 
    score => score.StudentID, 
    student => student.StudentID, 
    (score, student) => new { StudentName = student.StudentID, ScoreValue = score.Value, CourseID = score.CourseID }) 
    .Join(DataSource.Courses, 
    scostu => scostu.CourseID, 
    course => course.CourseID, 
    (scostu, course) => new { StudentName = scostu.StudentName, CourseName = course.CourseName, ScoreValue = scostu.ScoreValue }); 

左外连接
当右侧的连接的右侧没有左侧对应的元素时，内连接会忽略左侧元素。要想保留左侧元素，可以使用做外连接。右侧被置为默认值，如：引用类型被置为空。
示例：

var result = 
    from student in DataSource.Students2 
    join score in DataSource.Scores on student.StudentID equals score.StudentID into Scores 
    from score in Scores.DefaultIfEmpty() 
    select new { student = student, score = score == default(Score) ? 0 : score.Value }; 
// result: 
// { student = Student ID:5,Student Name:Erik, score = 78 } 
// { student = Student ID:6,Student Name:Frank, score = 0 } 

等效的扩展方法调用实现为： 
var result = 
    DataSource.Students2.GroupJoin( 
    DataSource.Scores, 
    student => student.StudentID, 
    score => score.StudentID, 
    (student, Scores) => new { student = student, Scores = Scores }) 
    .SelectMany(group => group.Scores.DefaultIfEmpty(), 
    (group, score) => new { student = group.student, score = (score == null) ? 0.0 : score.Value });

笛卡尔积
集合中的元素交错连接。
示例：统计学生课程成绩时的模板。

var result = from student in DataSource.Students 
             from course in DataSource.Courses 
             select new { StudentName = student.Name, CourseName = course.CourseName, ScoreValue = (double?)null }; 
// result: 
// { StudentName = Andy, CourseName = C Language, ScoreValue =  } 
// { StudentName = Andy, CourseName = Biophysics, ScoreValue =  } 
// ... 
// { StudentName = Bill, CourseName = C Language, ScoreValue =  } 
// ... 
// { StudentName = Cindy, CourseName = Fundamentals of Compiling, ScoreValue =  } 
// ... 

等效的扩展方法调用实现为： 
var result = DataSource.Students.SelectMany( 
    student => DataSource.Courses 
        .Select( 
        course => 
            new { StudentName = student.Name, CourseName = course.CourseName, ScoreValue = (double?)null }));

GroupJoin
连接分组。
方法原型为： 

public static IEnumerable<TResult> GroupJoin<TOuter, TInner, TKey, TResult>( 
    this IEnumerable<TOuter> outer, 
    IEnumerable<TInner> inner, 
    Func<TOuter, TKey> outerKeySelector, 
    Func<TInner, TKey> innerKeySelector, 
    Func<TOuter, IEnumerable<TInner>, TResult> resultSelector) 

// result: 
// Andy 
// 1----78 
// 2----60 
// ... 
// Bill 
// 1----59 
// ... 
// Cindy 
// 2----60 
// ...

相当于组合了Group操作和Join操作。等效的操作如下：

var result = from item in 
                 (from student in DataSource.Students 
                  join score in DataSource.Scores on student.StudentID equals score.StudentID 
                  select new { StudentName = student.Name, CourseID = score.CourseID, Value = score.Value }) 
             group item by item.StudentName into Group 
             select new { StudentName = Group.Key, Group = Group };

结束语
到现在，Linq与SQL语言等价的操作基本介绍完，组合这些操作能实现复杂的查询。