(第一篇) 一步一步带你了解linq to Object

Posted 2020-10-26 王柏成

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了(第一篇) 一步一步带你了解linq to Object相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

要想学好linq to object 我们必须要先学习lambda 表达式，学习lambda 表达式呢我们必须了解匿名函数和匿名类及扩展方法，学习匿名函数，我们必须学会委托，这是本文的宗旨。下面开始第一步。在第一步开始之前，我们做点准备工作，建立一个学生类和一个班级类，类结构如下

   public class Student
    {
        public int Id { get; set; }
        public int ClassId { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public int Age { get; set; }

        public void Study()
        {
            Console.WriteLine("{0} {1}跟着Eleven老师学习.net高级开发", this.Id, this.Name);
        }
    }

    public class Class
    {
        public int Id { get; set; }
        public string ClassName { get; set; }
    }

在准备一个基础数据类

 public class LinqShow
    {
        /// <summary>
        /// 准备数据
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public List<Student> GetStudentList()
        {
            #region 初始化数据
            List<Student> studentList = new List<Student>()
            {
                new Student()
                {
                    Id=1,
                    Name="打兔子的猎人",
                    ClassId=2,
                    Age=35
                },
                new Student()
                {
                    Id=1,
                    Name="Alpha Go",
                    ClassId=2,
                    Age=23
                },
                 new Student()
                {
                    Id=1,
                    Name="白开水",
                    ClassId=2,
                    Age=27
                },
                 new Student()
                {
                    Id=1,
                    Name="狼牙道",
                    ClassId=2,
                    Age=26
                },
                new Student()
                {
                    Id=1,
                    Name="Nine",
                    ClassId=2,
                    Age=25
                },
                new Student()
                {
                    Id=1,
                    Name="Y",
                    ClassId=2,
                    Age=24
                },
                new Student()
                {
                    Id=1,
                    Name="小昶",
                    ClassId=2,
                    Age=21
                },
                 new Student()
                {
                    Id=1,
                    Name="yoyo",
                    ClassId=2,
                    Age=22
                },
                 new Student()
                {
                    Id=1,
                    Name="冰亮",
                    ClassId=2,
                    Age=34
                },
                 new Student()
                {
                    Id=1,
                    Name="瀚",
                    ClassId=2,
                    Age=30
                },
                new Student()
                {
                    Id=1,
                    Name="毕帆",
                    ClassId=2,
                    Age=30
                },
                new Student()
                {
                    Id=1,
                    Name="一点半",
                    ClassId=2,
                    Age=30
                },
                new Student()
                {
                    Id=1,
                    Name="小石头",
                    ClassId=2,
                    Age=28
                },
                new Student()
                {
                    Id=1,
                    Name="大海",
                    ClassId=2,
                    Age=30
                },
                 new Student()
                {
                    Id=3,
                    Name="yoyo",
                    ClassId=3,
                    Age=30
                },
                  new Student()
                {
                    Id=4,
                    Name="unknown",
                    ClassId=4,
                    Age=30
                }
            };
            #endregion
            return studentList;
        }

    }

简单了解委托

1. 委托是什么？

其实，我一直思考如何讲解委托，才能把委托说得更透彻。说实话，每个人都委托都有不同的见解，因为看问题的角度不同。个人认为，可以从以下2点来理解：

（1）从数据结构来讲，委托是和类一样是一种用户自定义类型。

（2）从设计模式来讲，委托（类）提供了方法（对象）的抽象。

既然委托是一种类型，那么它存储的是什么数据？

我们知道，委托是方法的抽象，它存储的就是一系列具有相同签名和返回回类型的方法的地址。调用委托的时候，委托包含的所有方法将被执行。

2. 委托类型的定义

委托是类型，就好像类是类型一样。与类一样，委托类型必须在被用来创建变量以及类型对象之前声明。

delegate void MyDel(int x);

委托类型声明：

（1）以deleagate关键字开头。

（2）返回类型+委托类型名+参数列表。

3. 声明委托变量

MyDel del1,del2;

4. 初始化委托变量

(1) 使用new运算符

new运算符的操作数的组成如下：

委托类型名
一组圆括号，其中包含作为调用列表中的第一个成员的方法的名字。方法可以是实例方法或静态方法。

del1 = new MyDel( 实例方法名 );
del2 = new MyDel( 静态方法名 );

(2)使用快捷语法

快键语法，它仅由方法说明符构成。之所以能这样，是因为在方法名称和其相应的委托类型之间有隐式转换。

del1 = 实例方法名;
del2 = 静态方法名;

5. 赋值委托

由于委托是引用类型，我们可以通过给它赋值来改变包含在委托变量中的方法地址引用。旧的引用会被垃圾回收器回收。

MyDel del;
del = 实例方法名; //委托初始化
del = 静态方法名;//委托重新赋值，旧的引用将被回收

6. 委托调用

委托调用跟方法调用类似。委托调用后，调用列表的每个方法将会被执行。

在调用委托前，应判断委托是否为空。调用空委托会抛出异常，这是正常标准调用

if(null != del)
{
     del.Invoke();//委托调用
}

在net 1.1的时代，我们是使用Invoke()方法类调用委托的。但是微软在net 2.0 的时候，我们可以这么去调用委托直接 del();

if(null != del)
{
     del();//委托调用
}

7. 综合练习

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Test
{
    class Program
    {
        public delegate void meathed1();//1 委托的声明   委托是一种类型 
        public delegate int meathed2();//2 可以声明在类的内部，也可以声明在类的外部
        public delegate void meathed3(int id, string name);
        public delegate string meathed4(string msg);
        static void Main(string[] args)
        {
            meathed1 me1 = new meathed1(m1);
            meathed2 me2 = new meathed2(m2);
            meathed3 me3 = new meathed3(m3);
            meathed4 me4 = new meathed4(m4);
            me1.Invoke();
            int result=   me2.Invoke();
            Console.WriteLine(result);
            me3(1, "wbc");
            Console.WriteLine(me4("您吃了吗"));
            Console.Read();

        }
        public static void m1() {
            Console.WriteLine("我是无参数无返回值的方法");
        }
        public static int m2()
        {
            Console.WriteLine("我是无参数有返回值的方法~~~~~~~~~");
            return 123;
        }
        public static void m3(int id, string name)
        {
            Console.WriteLine($"我是有参数无返回值的方法,id={id},name={name}");
        }
        public static string m4(string sparams)
        {
            Console.WriteLine($"我是无参数无返回值的方法 ,参数{sparams}");
            return "参数返回了";
        }
    }
}

8. 多播委托

多播委托（MulticastDelegate）继承自 Delegate ，表示多路广播委托；即，其调用列表中可以拥有多个元素的委托。实际上，我们自定义的委托的基类就是 MulticastDelegate。这句话不好理解，继续往下看

当我们自己写一个类去继承Delegate 的时候，开发工具提示我特殊类型不允许被继承，估计这是net 唯一一个特殊类型。

 public abstract class myted : Delegate {

        }

我们来看一个案列来使用下多播委托

 meathed1 me1 = new meathed1(m1);
            me1 += m2;
            me1 += m3;
            me1.Invoke();
            me1 -= m2;
            me1();

多播委托：

+= 的时候就是在委托的实例之后加入注册更多的方法，像一个链子，执行的时候按加入的先后顺序执行

-=的时候就是在委托的实例之后移除注册更多的方法。从链子的尾部开始匹配，找到一个完全吻合的移除，没有找到不会触发异常。

注：实例方法因为每一次实例地址的引用不一致，所以无法移除。

9. net 框架提供的自带委托

8.1.Func委托类型

Func是有返回值的泛型委托，可以没有参数，但最多只有16个参数，并且必须要有返回值。

Func<string, int> funcDelegate = new Func<string, int>();

2.Action委托类型
Action是没有返回值的泛型委托，可以没有参数，但最多只有16个参数。

 Action<string, string> method = new Action<string, string>();

关于泛型这里就不过多介绍了，本人前边写了一篇比较详细。建议大家以后使用委托的时候，尽量使用net 类库自带的委托。

这里扩展下事件的基本使用，事件就是在委托的实例加上一个event 的关键字。所以委托是一种类型，事件就是委托类型的实例。这里只是扩展，不懂不影响学习linq to object

 public void Meta() {

        }
        public delegate void meathed1();
        public class Cat {
            public event meathed1 met_event;
            public meathed1 mea = new meathed1(m1);

            public void Run() {
                mea += m2;
                mea.Invoke();
                met_event = new meathed1(m1);
                met_event += m2;
                met_event.Invoke();

            }
            public static void m1() {

            }
            public static void m2() {

            }
        }

View Code

调用方法如下

   Cat c = new Cat();
            c.mea = Meta;
            c.mea.Invoke();

            // c.met_event = meta;这种写法是不允许的，只有通过订阅的方式才允许，如下
            c.met_event += new meathed1(Meta);

使用事件和委托的区别我们一下子就能区分出来：事件更安全，在类的外部不允许破坏他的原有执行内容，只有在从新订阅 event关键字限制了权限，保证安全

匿名方法&lambda表达式

我们看了上面的委托，发现写起来好麻烦，并且用起来特别的不方便，有没有更简便的方法呢？可不可以把我们的方法写到委托里面呢？答案是肯定的；这种写法我们称为匿名方法。写法如下：

 Action<string> method = new Action<string>(delegate(string name){
                Console.WriteLine(name);
            });
            method.Invoke("wbc");
            Console.Read();

但是这种写法还不够简便，在.net 2.0的时候，我们发现1.1的时候在频繁的使用委托，微软做了很大的改进和更新，新的写法如下

 Action<string> method = new Action<string>(name =>
                Console.WriteLine(name)
            );
            method.Invoke("wbc");
            Console.Read();

在2.0里面，我们去掉了delegate关键字，如果子有一个参数的时候，连括号也省略了，用"=>"指向方法体，这个尖叫号等号我们读做“goes to”，如果方法只有一句话，连花括号也省略了。参数类型直接就可以推算出来。看一个复杂的案列

  Func<string,int,string> method = new Func<string, int, string>((name,age) => {
                return $"{name}今年{age}岁了";
            }
                
            );
         string result=   method.Invoke("wbc",0);
            Console.WriteLine(result);
            Console.Read();

其实我们的匿名方法就是lambda 表达式。

匿名类

有了匿名方法一定会有匿名类，在net 3.0的时候才有的匿名类，我们看下在没有匿名类的时候，我们是如何去写的。

 object student = new  {
                id=123,
                name="1234"
            };
            Console.WriteLine(student);
            Console.Read();

这种写法只能输出 “{ id = 123, name = 1234 }”这种结果的Json 数据，并且我们在程序中不能使用student.id,会报错。看下匿名写法

        var model = new
            {
                Id = 1,
                Name = "Alpha Go",
                Age = 21,
                ClassId = 2
            };
            Console.WriteLine(model.Age);
            Console.Read();

我们来看下var 关键字，其实var 关键字就是一个语法糖，我们不必过于在意，这里就不过多的演示了，我们的根本目的是linq to object

　　1. 必须在定义时初始化。也就是必须是var s = “abcd”形式，而不能是如下形式：
　　  var s;
　　  s = “abcd”;//这种写法是不允许的
　　2. 一但初始化完成，就不能再给变量赋与初始化值类型不同的值了。
　　3. var要求是局部变量。
   4. 使用var定义变量和object不同，它在效率上和使用强类型方式定义变量完全一样。

这里在简要扩展点技术点“dynamic”,dynamic的用法和object差不多，区别是dynamic在编译的时候才声明的一个类型，但是本人建议在程序开发中尽量避开这个关键字，后续MVC 中在详细介绍,dynamic是net 40里面的关键字。

扩展方法

扩展方法必须建立在静态类中的静态方法，且第一个参数前边要加上this 关键字，使用扩展方法必须引用扩展方法所在的类的命名空间，如果想要全局使用，可以不带命名空间。个人建议程序中的扩展方法尽量要带上命名空间。我们来看下扩展方法的使用

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Test
{
    class Program
    {
       
        static void Main(string[] args)
        {

            int? a = null;
            Console.WriteLine(Helper.ToInt(a));//常规写法输出
            Console.WriteLine(a.ToInt());//扩展方法输出
            if ("1qazwsx1qazwsx1qazwsx1qazwsx".ToLengthInCount(16))
            {
                Console.WriteLine("密码长度应当小于16个字符");
            }
            Console.Read();
        }
        
    }
    public static class Helper
    {
        /// <summary>
        /// 验证一个数字是否为空，为空返回-1
        /// 扩展方法：静态类里的静态方法，第一个参数类型前面加上this
        /// </summary>
        /// <param name="iParameter"></param>
        /// <returns></returns>
        public static int ToInt(this int? iParameter) {
            return iParameter ?? -1;
        }
        /// <summary>
        /// 验证一个字符串长度是否大指定长度
        ///  
        /// </summary>
        /// <param name="sParameter"></param>
        /// <returns></returns>
        public static bool ToLengthInCount(this string sParameter, int iCount)
        {
            return sParameter.Length >= iCount ?   true : false;
        }
    }
    
}

这里简要说明下，扩展方法的方法名和类内不得方法名相同，会优先选择类内部的方法，这是以就近原则，去执行的，关于就近原则，请看本人java 相关博客，有介绍

linq to object

1. 什么是linq to object ?

LINQ即Language Integrated Query(语言集成查询)，LINQ是集成到C#和Visual Basic.NET这些语言中用于提供查询数据能力的一个新特性。linq to object 就是对象查询体系。

　　注：LINQ(发音为Link)

我们来看一个简单的列子，用到了我们前边准备的两个类。我们要取出学生年龄小于30岁的，我们如果不会linq to object 的写法如下

 LinqShow linq = new LinqShow();
            List<Student> studentList =   linq.GetStudentList();//获取基础数据
            List<Student> studentListLessThan30 = new List<Student>();
            foreach (var item in studentList)
            {
                if (item.Age < 30)
                {
                    Console.WriteLine($"name={item.Name},age={item.Age}");
                    studentListLessThan30.Add(item);
                }
            }
            Console.Read();

我们可不可以使用委托去计算呢？？

  LinqShow linq = new LinqShow();
            List<Student> studentList =   linq.GetStudentList();//获取基础数据
            List<Student> studentListLessThan30 = new List<Student>();
            //Func<Student, bool> predicate = s => s.Age < 30;//写法一，
            //var list = studentList.Where<Student>(predicate);//linq 

            var list = Enumerable.Where(studentList, s => s.Age < 30);//使用lambda 表达式写法
            foreach (var item in list)
            {
                Console.WriteLine($"Name={item.Name} Age={item.Age}");
            }
            Console.Read();

两段代码我就不比较了，这里我们只来剖析下 studentList 的Where方法，我们可以转移到定义看下，其实where 里面的参数，如下图

　　我们会发现，这不List<T>自带的一个方法，而是一个扩展方法，这个扩展方法在”System.Linq“命名空间的“public static class Enumerable”类下，也就是说根据扩展方法的特点，我们只要引用了“System.Linq”命名空间，就能使用这个扩展方法，这个扩展方法真的第二个参数是一个Func<TSource, bool> 委托，这个委托有一个TSource泛型参数，一个bool返回值。这就说明了我们上面的lambda 表达式是成立的。

　　继续剖析，我们接受的时候，没有使用List<Student>接收返回的集合，这是因为我们的linq 只有遇到循环的时候或遇到ToList<T>()的时候才会去迭代，这里涉及到迭代器的问题，后续我们会详细讲解迭代器的使用,或者大家去网上查询下设计模式迭代器。这么说，我们很难理解。我们通过一个案列来分析，自己写一个for 循环的扩展方法，对比下

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Test
{
    class Program
    {
       
        static void Main(string[] args)
        {
            LinqShow linq = new LinqShow();
            List<Student> studentList =   linq.GetStudentList();//获取基础数据
            //var list = Enumerable.Where(studentList, s => s.Age < 30);//使用lambda 表达式写法，
            Console.WriteLine($"-------------------------linq写法-----------------------------------");
            var list = studentList.Where( s => {
                Console.WriteLine($"我的年龄是{s.Age}");
               return s.Age < 30;
            });//使用lambda 表达式写法，这里在每一次计算，我们都输出一个我的年龄是,这里不再使用 Enumerable 去调用where ,反正是扩展方法，用法是一样的
            foreach (var item in list)
            {
                Console.WriteLine($"Name={item.Name} Age={item.Age}");
            }
            Console.WriteLine($"-------------------------自定义扩展方法写法-----------------------------------");
            var Wbclist = studentList.WbcWhere(s => {
                Console.WriteLine($"Wbc我的年龄是{s.Age}");
                return s.Age < 30;
            });// 自定义扩展方法写法 这里不再使用 Enumerable 去调用where 
            foreach (var item in Wbclist)
            {
                Console.WriteLine($"Name={item.Name} Age={item.Age}");
            }
            Console.Read();
        }
        
    }
    public static class Helper
    {
        /// <summary>
        /// 自定义扩展方法计算集合
        /// </summary>
        /// <typeparam name="TSource"></typeparam>
        /// <param name="source"></param>
        /// <param name="predicate"></param>
        /// <returns></returns>
        public static IEnumerable<TSource> WbcWhere<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate)
        {
            //常规情况下数据过滤
            List<TSource> studentListLessThan30 = new List<TSource>();
            foreach (var student in source)
            {
                //if (item.Age < 30)
                if (predicate(student))
                {
                    studentListLessThan30.Add(student);
                }
            }
            return studentListLessThan30;


        }
        /// <summary>
        /// 验证一个数字是否为空，为空返回-1
        /// 扩展方法：静态类里的静态方法，第一个参数类型前面加上this
        /// </summary>
        /// <param name="iParameter"></param>
        /// <returns></returns>
        public static int ToInt(this int? iParameter) {
            return iParameter ?? -1;
        }
        /// <summary>
        /// 验证一个字符串长度是否大指定长度
        ///  
        /// </summary>
        /// <param name="sParameter"></param>
        /// <returns></returns>
        public static bool ToLengthInCount(this string sParameter, int iCount)
        {
            return sParameter.Length >= iCount ?   true : false;
        }
    }
    
}

我们来看下输入结果

通过执行结果，我们会发现，自定义的扩展方法是循环一遍，统一输出的，没有延迟，而linq 的写法有延迟。这也就是我们linq 核心之一 “linq 是有延迟的”。这里特别说明，linq 的延迟加载和EF ，ORM 的延迟加载，不是一会事，这里说的延迟，指的是当用到某条数据的时候，才会去查询。

2. 高逼格装X时刻

我们以llambda表达式去写linq 称为查询运算符写法，下边我们使用查询表达式去写，注意区分什么是查询表达式，什么是查询运算符写法，我面试的很多人都说反了。

案列一多条件过滤筛选数据

  LinqShow linq = new LinqShow();
            List<Student> studentList =   linq.GetStudentList();//获取基础数据
                //查询运算符
                var list1 = studentList.Where<Student>(s => s.Age < 30 && s.Name.Length > 3);//陈述句
                foreach (var item in list1)
                {
                    Console.WriteLine("Name={0}  Age={1}", item.Name, item.Age);
                }
             
                //查询表达式
                Console.WriteLine("********************"以上是关于(第一篇) 一步一步带你了解linq to Object的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章 
 一步一步带你分析  requirejs
 一步一步带你入门MySQL中的索引和锁 （转）
 一步一步带你体验算法之魅力
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