[翻译]“LINQ to Objects”提供程序是否内置性能优化？

原文来自Alexandra Rusina在CSharpFAQ的：Does the “LINQ to Objects” provider have built-in performance optimization?

让我们从基础开始，可能会重复一些你已经知道的信息。在LINQ性能优化中最重要的一点，当然是延迟执行。那便意味着当你声明一个变量并分配给它一个查询字符串，其查询字符串并没有立即执行。

// 查询没有执行。

var query = from item in storage select item;

变量query现在存储着命令，查询执行被延迟直到你从变量query请求获取数据。这通常发生在如下几种情况：foreach循环，或当你调用一个聚集函数像Min,Max和Average，或当你使用ToList或ToArray方法缓存该查询结果。

// foreach循环。

foreach (var item in query)

Console.WriteLine(item);

// Count函数。

int total = query.Count();

// ToArray方法。

var cachedQuery = query.ToArray();

现在让我们来看看幕后究竟发生了什么。在查询执行的时候是否有什么编译器级的优化发生？答案是yes。然而，这里有个陷阱。从现在起我们将只讨论使用“LINQ to Objects”提供程序对IEnumerable和IEnumerable<T>集合的查询。对于其他LINQ提供程序，包括LINQ to SQL和LINQ to XML，可能应用的是不同的优化规则。



LINQ to Objects查询在下面这些情况下会做优化：

一些方法调用会被优化，如果数据源实现了一个必要的接口。下面表格列出了这些优化。

LINQ方法	优化
Cast	如果数据源已经对给定的类型T实现接口IEnumerable<T>，则会直接返回数据序列而不需要转换。
Contains	如果数据源实现了接口ICollection或ICollection<T>，其接口的相应的方法会被使用。
Count
ElementAt	如果数据源实现了接口IList或IList<T>，接口的Count方法和索引器会被使用。
ElementAtOrDefault
First
FirstOrDefault
Last
LastOrDefault
Single
SingleOrDefault

如果连续的一个或多个Select操作后面跟着连续的一个或多个Where操作，查询只会创建一个IEnumerable或IEnumerable<T>对象而不会创建中间对象。

考虑下面的查询：

var query = from item in storage

where item.Category = "Food"

where item.Price < 100

select item;

在这里，查询只会创建一个IEnumerable对象。

如果你查询一个数组或List，接口IEnumerable或IEnumerable<T>不会在foreach循环中使用枚举器。相反，在使用前会创建一个数组或List的简单for循环，元素被直接访问。

此外，where操作符实现了简单的if语句，所以不会有中间的枚举器产生。

再次说明，其他LINQ提供程序可能拥有它们自己的性能优化规则。但上面的规则应该能给你一些怎么使用LINQ to Objects的意见。