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		   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		   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。