LINQ基础(二)

　　本文主要介绍LINQ查询操作符
　　LINQ查询为最常用的操作符定义了一个声明语法。还有许多查询操作符可用于Enumerable类。

　　下面的例子需要用到LINQ基础(一)（http://www.cnblogs.com/afei-24/p/6841361.html）的一些代码

1.筛选
　　LINQ查询使用where子句添加条件表达式来筛选，where子句可以合并多个表达式。

var racers = from r in Formula1.GetChampions()
where r.Wins>15 &&
(r.Country == "Brazil" || r.Country =="Austria")
select r;

foreach(var r in racers)
{
Console.WriteLine("{0:A}", r);
}

　　上述LINQ表达式映射为C# LINQ查询的扩展方法：
　　var racers = Formula1.GetChampions().Where(r =>r.Wins>15 &&
　　　　(r.Country == "Brazil" || r.Country =="Austria")).Select(r => r);
　　注意,并不是所以查询都可以使用LINQ查询语法，也不是所有的扩展方法都映射到LINQ查询。高级查询需要使用扩展方法。

2.用索引筛选
　　不能使用LINQ查询的一个例子是Where()方法的重载。在WHere()方法的重载中，可以传递第二个参数————索引。索引是筛选器返回的每个结果的计数器。可以在表达式中使用这个索引，执行基于索引的计算：

var racers = Formula1.GetChampions().
Where((r, index) => r.LastName.StartsWith("A") && index % 2 != 0);
foreach (var r in racers)
{
Console.WriteLine("{0:A}", r);
}

3.类型筛选
　　为了进行基于类型的筛选，可以使用OfType()扩展方法。

object[] data = { "one", 2, 3, "four", "five", 6 };
var query = data.OfType<string>();
foreach (var s in query)
{
Console.WriteLine(s);
}

　　输出：
　　　　one
　　　　four
　　　　five
　　从集合仅返回字符串。

4.复合的from子句
　　如果需要根据对象的成员进行筛选，而该成员本身是一个系列，就可以使用复合from子句。例如，LINQ基础(一)（http://www.cnblogs.com/afei-24/p/6841361.html）中的Racer类定义了一个属性Cars，Cars是一个字符串数组。

　　筛选驾驶Ferrari的所以冠军：　　

　　var ferrariDrivers = from r in Formula1.GetChampions()
from c in r.Cars
where c == "Ferrari"
orderby r.LastName
select r.FirstName + " " + r.LastName;

foreach (var racer in ferrariDrivers)
{
Console.WriteLine(racer);
}

　　第一个from子句访问Formula1.GetChampions()方法返回的Racer对象，第二个from子句访问Racer类的Cars属性，以返回所以sting类型的赛车。

　　C#编译器把复合的from子句和LINQ查询转换为SelectMany()扩展方法。SelectMany()扩展方法可以迭代序列中的序列。
　　SelectMany()的重载版本：
　　public static IEnumerable<TResult> SelectMany<TSource, TCollection, TResult>(this IEnumerable<TSource> source,
　　　　Func<TSource, IEnumerable<TCollection>> collectionSelector,
　　　　　　Func<TSource, TCollection, TResult> resultSelector);
　　第一个参数是隐式参数，它从Formula1.GetChampions()方法接受Racer对象序列。第二个参数是collectionSelector委托，其中定义了内部序列，是序列的序列,本例子为Cars。第三个参数也是一个委托，为每个Racer对象的Cars属性的每个元素调用这个委托。
　　这里Cars是一个字符串数组，会将每个Racer和每个字符串作为参数，调用这个委托。　　

var ferrariDrivers = Formula1.GetChampions().SelectMany(
c => c.Cars, (r, s) => new { Racer=r,Car =s}).Where(
s =>s.Car == "Ferrari").OrderBy(
r => r.Racer.LastName).Select(r => r.Racer.FirstName + " " + r.Racer.LastName);

foreach (var racer in ferrariDrivers)
{
Console.WriteLine(racer);
}

5.排序
　　要对序列排序，可以使用前面使用过的orderby.也可以使用orderrby descending子句（降序）。

var racers = (from r in Formula1.GetChampions()
orderby r.Country  descending
select r);

foreach (var racer in racers)
{
Console.WriteLine("{0}: {1}, {2}", racer.Country, racer.LastName, racer.FirstName);
}

　　orderby子句解析为OrderBy()方法，orderby r.Country descending解析为OrderByDescending()方法：
　　var racers = Formula1.GetChampions().OrderByDescending(r => r.Country).Select(r=>r);
　　OrderBy()和OrderByDescending()方法返回IOrderEnumerable<TSource>。这个接口派生自IEnumerable<TSource>接口，但包含一个额外的方法CreateOrderEnumerable<TSource>()方法。这个方法用于进一步给序列排序，可以在最后一个参数指定升序还是降序：
　　

// 摘要:
//     根据某个键对 System.Linq.IOrderedEnumerable<TElement> 的元素执行后续排序。
//
// 参数:
//   keySelector:
//     用于提取每个元素的键的 System.Func<T,TResult>。
//
//   comparer:
//     用于比较键在返回序列中的位置的 System.Collections.Generic.IComparer<T>。
//
//   descending:
//     如果为 true，则对元素进行降序排序；如果为 false，则对元素进行升序排序。
//
// 类型参数:
//   TKey:
//     keySelector 生成的键的类型。
//
// 返回结果:
//     一个 System.Linq.IOrderedEnumerable<TElement>，其元素按键排序。
IOrderedEnumerable<TElement> CreateOrderedEnumerable<TKey>(Func<TElement, TKey> keySelector, IComparer<TKey> comparer, bool descending);

　　例子：

// Create an array of strings to sort.
string[] fruits = { "apricot", "orange", "banana", "mango", "apple", "grape", "strawberry" };
// First sort the strings by their length.
IOrderedEnumerable<string> sortedFruits2 =
fruits.OrderBy(fruit => fruit.Length);
// Secondarily sort the strings alphabetically, using the default comparer.
IOrderedEnumerable<string> sortedFruits3 =
sortedFruits2.CreateOrderedEnumerable<string>(
fruit => fruit,
Comparer<string>.Default, false);

　　使用ThenBy和ThenByDescending()方法进行进一步排序，可以添加任意多个：
　　var racers = Formula1.GetChampions().OrderByDescending(r => r.Country).ThenByDescending(
　　　　r => r.LastName).ThenByDescending(r => r.FirstName).Select(r => r);

6.分组
　　要根据一个关键字值对查询结果分组，可以使用group子句。

// group r by r.Country into g 根据Country属性组合所有的赛车手，并定义为一个新的集合g，用于访问分组的结果信息。
//select子句创建一个带Country和Count属性的匿名类型。Country = g.Key Key是r.Country
var countries = from r in Formula1.GetChampions()
group r by r.Country into g
orderby g.Count() descending, g.Key
where g.Count() >= 2
select new
{
Country = g.Key,
Count = g.Count()
};
foreach (var item in countries)
{
Console.WriteLine("{0, -10} {1}", item.Country, item.Count);
}

　　输出：
　　


　　使用扩展方法执行相同的操作，把group r by r.Country 子句解析为GroupBy()方法。在GroupBy()方法的声明中，它返回实现了IGrouping<TKey, TSource>接口的枚举对象。IGrouping<TKey, TSource>接口定义了Key属性，所以在调用了这个方法后，可以访问分组的关键字：
　　public static IEnumerable<IGrouping<TKey, TSource>> GroupBy<TSource, TKey>(this IEnumerable<TSource> source,
　　　　Func<TSource, TKey> keySelector);
　　使用GroupBy方法：

var countries = Formula1.GetChampions().GroupBy(r => r.Country).OrderByDescending(
g => g.Count()).ThenBy(g => g.Key).Where(g => g.Count() >= 2).Select(
g=>new
{
Country = g.Key,
Count = g.Count()
});

7.对嵌套的对象分组
　　如果得到的分组的对象需要包含嵌套的序列，就可以改变select子句创建匿名类型。
　　

//返回的对象不仅需要包含国家名和赛车手这两个属性，还应包含赛车手集合。
//使用from r1 in g orderby r1.LastName select r1.FirstName + " " + r1.LastName 内部子句
var countries = from r in Formula1.GetChampions()
group r by r.Country into g
orderby g.Count() descending, g.Key
where g.Count() >= 2
select new
{
Country = g.Key,
Count = g.Count(),
Racers = from r1 in g
orderby r1.LastName
select r1.FirstName + " " + r1.LastName
};
foreach (var item in countries)
{
Console.WriteLine("{0, -10} {1}", item.Country, item.Count);
foreach (var name in item.Racers)
{
Console.Write("{0}; ", name);
}
Console.WriteLine();
}

8.内连接
　　使用join子句可以根据特定的条件合并两个数据源，但之前要获得两个连接的列表。
　　使用了LINQ基础(一)（http://www.cnblogs.com/afei-24/p/6841361.html）的代码　　

//GetChampions获得冠军赛车手
var racers = from r in Formula1.GetChampions()
from y in r.Years
select new
{
Year = y,
Name = r.FirstName + " " + r.LastName
};
//GetContructorChampions获取冠军车队
var teams = from t in Formula1.GetContructorChampions()
from y in t.Years
select new
{
Year = y,
Name = t.Name
};
//得到每一年获得冠军的赛车手和车队
//通过join t in teams on r.Year equals t.Year into rt 子句连接两个数据源
var racersAndTeams =
(from r in racers
join t in teams on r.Year equals t.Year into rt
from t in rt.DefaultIfEmpty()
orderby r.Year
select new
{
Year = r.Year,
Champion = r.Name,
Constructor = t == null ? "no constructor championship" : t.Name
});

Console.WriteLine("Year  Champion\t\t   Constructor Title");
foreach (var item in racersAndTeams)
{
Console.WriteLine("{0}: {1,-20} {2}",
item.Year, item.Champion, item.Constructor);
}

9.左连接
　　使用内连接返回匹配r.Year equals t.Year的结果。左连接返回左边数据源的全部元素，即使在右边的数据源中没有匹配的元素。
　　

var racers = from r in Formula1.GetChampions()
from y in r.Years
select new
{
Year = y,
Name = r.FirstName + " " + r.LastName
};

var teams = from t in Formula1.GetContructorChampions()
from y in t.Years
select new
{
Year = y,
Name = t.Name
};
//左连接用join和DefaultIfEmpty方法定义。
//如果查询到左侧数据源没有和右边数据源Year相同的结果，使用DefaultIfEmpty方法定义右侧的默认值（为空）
var racersAndTeams =
(from r in racers
join t in teams on r.Year equals t.Year into rt
from t in rt.DefaultIfEmpty()
orderby r.Year
select new
{
Year = r.Year,
Champion = r.Name,
Constructor = t == null ? "no constructor championship" : t.Name
});

Console.WriteLine("Year  Champion\t\t   Constructor Title");
foreach (var item in racersAndTeams)
{
Console.WriteLine("{0}: {1,-20} {2}",
item.Year, item.Champion, item.Constructor);
}

10.组连接
　　组连接类似内连接，内连接通过某一项连接两个数据源（如 r.Year equals t.Year），组连接使用一组项连接，例如下面的例子，
　　通过 new
　　　　{
　　　　　　FirstName = r.FirstName,
　　　　　　LastName = r.LastName
　　　　}
　　　　equals
　　　　new
　　　　{
　　　　　　FirstName = r2.FirstName,
　　　　　　LastName = r2.LastName
　　　　}
　　连接两个数据源
　　

var racers = Formula1.GetChampionships()
.SelectMany(cs => new List<RacerInfo>()
{
new RacerInfo {
Year = cs.Year,
Position = 1,
FirstName = cs.First.FirstName(),
LastName = cs.First.LastName()
},
new RacerInfo {
Year = cs.Year,
Position = 2,
FirstName = cs.Second.FirstName(),
LastName = cs.Second.LastName()
},
new RacerInfo {
Year = cs.Year,
Position = 3,
FirstName = cs.Third.FirstName(),
LastName = cs.Third.LastName()
}
});

var q = (from r in Formula1.GetChampions()
join r2 in racers on
new
{
FirstName = r.FirstName,
LastName = r.LastName
}
equals
new
{
FirstName = r2.FirstName,
LastName = r2.LastName
}
into yearResults
select new
{
FirstName = r.FirstName,
LastName = r.LastName,
Wins = r.Wins,
Starts = r.Starts,
Results = yearResults
});

foreach (var r in q)
{
Console.WriteLine("{0} {1}", r.FirstName, r.LastName);
foreach (var results in r.Results)
{
Console.WriteLine("{0} {1}", results.Year, results.Position);
}
}

11.集合操作
　　扩展方法Distinct()，Union()，Intersect()（获取交集），Except()都是集合操作。　　

//获取同时驾驶Ferrari和驾驶McLaren获得过冠军的赛车手
static void SetOperations()
{
//定义一个委托，用来查询驾驶Ferrari获得过冠军的赛车手和驾驶McLaren获得过冠军的赛车手
Func<string, IEnumerable<Racer>> racersByCar =
car => from r in Formula1.GetChampions()
from c in r.Cars
where c == car
orderby r.LastName
select r;

Console.WriteLine("World champion with Ferrari and McLaren");
//使用Intersect方法获取两个数据源的交集
foreach (var racer in racersByCar("Ferrari").Intersect(racersByCar("McLaren")))
{
Console.WriteLine(racer);
}
}

12.合并
　　Zip()方法是.NET 4.0新增的，允许用一个为此函数把两个相关的序列合并为一个。
　　对于合并，第一个集合中的第一项与第二个集合的第一项合并，第一个集合中的第二项与第二个集合的第二项合并，以此类推。如果两个序列的项数不同，Zip()方法就会在达到较小集合的末尾时停止。

　　第一个集合中的元素有一个Name属性，第二个集合中的元素有LastName和Starts属性。
　　在racerNames集合上使用Zip()方法，需要把第二个集合racerNamesAndStarts作为第一个参数。第二个参数是一个委托，它通过参数first接受第一个集合的元素，通过参数second接受第二个集合的元素。其实现代码返回一个字符串：　　

var racerNames = from r in Formula1.GetChampions()
where r.Country == "Italy"
orderby r.Wins descending
select new
{
Name = r.FirstName + " " + r.LastName
};

var racerNamesAndStarts = from r in Formula1.GetChampions()
where r.Country == "Italy"
orderby r.Wins descending
select new
{
LastName = r.LastName,
Starts = r.Starts
};

var racers = racerNames.Zip(racerNamesAndStarts, (first, second) => first.Name + ", starts: " + second.Starts);
foreach (var r in racers)
{
Console.WriteLine(r);
}

13.分区
　　扩展方法Take()和Skip()等的分区操作可用于分页。
　　例如，在第一页只显示5个赛车手，下一页显示接下来的5个赛车手...
　　Skip(page * pageSize)方法调到指定索引出，忽略前面的数据。Take(pageSize)方法显示pageSize条数据
　　

int pageSize = 5;

int numberPages = (int)Math.Ceiling(Formula1.GetChampions().Count() /
(double)pageSize);

for (int page = 0; page < numberPages; page++)
{
Console.WriteLine("Page {0}", page);

var racers =
(from r in Formula1.GetChampions()
orderby r.LastName, r.FirstName
select r.FirstName + " " + r.LastName).
Skip(page * pageSize).Take(pageSize);

foreach (var name in racers)
{
Console.WriteLine(name);
}
Console.WriteLine();
}

　　TakeWhile()和SkipWhile()方法，传递一个委托，满足这个条件的数据就提取或跳转：
　　public static IEnumerable<TSource> SkipWhile<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate);

14.聚合操作符
　　聚合操作符（如Count(),Sum(),Min(),Max(),Average(),Aggregate()）不返回一个序列，而是返回一个值。
　　例如，使用Count方法应用于Racer的Years属性，筛选获得冠军次数超过3次的赛车手。因为多次使用r.Years.Count()，所以使用let子句定义了一个变量。　　

　　

var query = from r in Formula1.GetChampions()
let numberYears = r.Years.Count()
where numberYears >= 3
orderby numberYears descending, r.LastName
select new
{
Name = r.FirstName + " " + r.LastName,
TimesChampion = numberYears
};

foreach (var r in query)
{
Console.WriteLine("{0} {1}", r.Name, r.TimesChampion);
}

　　Aggregate()方法传递一个委托，将数据源中的每个元素作为委托的参数，并使用指定的函数累加。

15.转换操作符
　　LINQ基础(一)（http://www.cnblogs.com/afei-24/p/6841361.html）提到，查询会推迟到迭代数据项时才执行，使用转换操作符会立即执行查询，把查询结果放在数组，列表和字典中。　　

　　　　

//转换为数组
var names = new List<string> { "Nino", "Alberto", "Juan", "Mike", "Phil" };

var namesWithJ = (from n in names
where n.StartsWith("J")
orderby n
select n).ToList();

　　转换为Lookup<TKey,TElement>
　　

//把Car赛车属性作为键，每个键关联多个车手Racer
var racers = (from r in Formula1.GetChampions()
from c in r.Cars
select new
{
Car = c,
Racer = r
}).ToLookup(cr => cr.Car, cr => cr.Racer);
foreach (var v in racers)
{
Console.Write(v.Key+"........");
foreach (var k in racers[v.Key])
{
Console.WriteLine(k);
}
}

　　ToLookup(cr => cr.Car, cr => cr.Racer)方法的一个重载版本传递一个键和一个元素选择器

　　如果需要在非类型化的集合上使用LINQ查询，可以使用Cast()方法，定义强类型化的查询：　　

var list = new System.Collections.ArrayList(Formula1.GetChampions() as System.Collections.ICollection);

var query = from r in list.Cast<Racer>()
where r.Country == "USA"
orderby r.Wins descending
select r;
foreach (var racer in query)
{
Console.WriteLine("{0:A}", racer);
}

　　Cast<Racer>()将 System.Collections.IEnumerable 的元素强制转换为指定的类型。

16.生成操作符
　　生成操作符Range(),Empty(),Repeat()方法不是扩展方法，而是返回序列的正常静态方法。在LING to Object中，这些方法可用于Enumerable类。
　　Range()方法用来填充一个范围的数字。第一个参数作为起始值，第二个参数作为要填充的项数：
　　　　var values = Enumerable.Range(1,20);
　　结果为1至20的集合。

　　可以把该结果与其它扩展方法合并：
　　　　var values = Enumerable.Range(1,20).Select(n=> n*3);

　　Empty()方法返回一个不返回值的迭代器，它用于需要一个集合的参数，其中可以给参数传递空集合。
　　Repeat()方法返回指定个数的重复值的集合迭代器。