linq操作符：连接操作符

linq中的连接操作符主要包括Join()和GroupJoin()两个。

一、Join()操作符

Join()操作符非常类似于T-SQL中的inner join，它将两个数据源进行连接，根据两个数据源中相等的值进行匹配。例如：可以将产品表和产品类别表进行连接，得到产品名称和与其对应的类型名称。下面看看Join()方法的定义：

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);
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, IEqualityComparer<TKey> comparer);

 从Join()方法的定义中可以看到：Join操作符的方法原型非常复杂，从方法原型可以看到，参数outer和inner是需要连接的两个输入集合。其中outer代表的是调用的集合。当Join操作符被调用时，首先列举inner序列中的所有元素，为序列中每一个类型为U的元素调用委托InnerKeySelector，生成一个类型为K的的对象innerKey作为连接关键字。(相当于数据库中的外键)，将inner序列中的每一个元素和其对应的连接关键字innerKey存储在一个临时哈希表中；其次列举outer序列中的所有元素，为每一个类型为T的元素调用委托outerKeySelector，生成一个类型为K的对象outKey用作连接关键字，在第一步生成的临时哈希表中查找与outKey相等的对应的innerKey对象，如果找到对应的记录，会将当前outer序列中的类型为T的元素和对应的inner序列中类型为U的元素作为一组参数传递给委托resultSelector，resultSelector会根据这两个参数返回一个类型为V的对象，此类型为V的对象会被添加到Join操作符的输出结果序列中去。Join操作符返回一个类型为IEnumerable<T>的序列。来看下面的例子：

1、新建Category和Product两个类，其类定义分别如下：

Category：

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

namespace ConnectOperation
{
    public class Category
    {
        public int Id { get; set; }
        public string CategoryName { get; set; }

        public DateTime CreateTime { get; set; }
    }
}

 Product：

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

namespace ConnectOperation
{
    public class Product
    {
        public int Id { get; set; }
        public int CategoryId { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public double Price { get; set; }
        public DateTime CreateTime { get; set; }
    }
}

 2、在Main()方法中调用：

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

namespace ConnectOperation
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 初始化数据
            List<Category> listCategory = new List<Category>()
            {
              new Category(){ Id=1,CategoryName="计算机",CreateTime=DateTime.Now.AddYears(-1)},
              new Category(){ Id=2,CategoryName="文学",CreateTime=DateTime.Now.AddYears(-2)},
              new Category(){ Id=3,CategoryName="高校教材",CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-34)},
              new Category(){ Id=4,CategoryName="心理学",CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-34)}
            };
            List<Product> listProduct = new List<Product>()
            {
               new Product(){Id=1,CategoryId=1, Name="C#高级编程第10版", Price=100.67,CreateTime=DateTime.Now},
               new Product(){Id=2,CategoryId=1, Name="Redis开发和运维", Price=69.9,CreateTime=DateTime.Now.AddDays(-19)},
               new Product(){Id=3,CategoryId=2, Name="活着", Price=57,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-3)},
               new Product(){Id=4,CategoryId=3, Name="高等数学", Price=97,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-1)},
               new Product(){Id=5,CategoryId=6, Name="国家宝藏", Price=52.8,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-1)}
            };

            // 1、查询表达式
            var queryExpress = from c in listCategory
                               join p in listProduct on c.Id equals p.CategoryId
                               select new { Id = c.Id, CategoryName = c.CategoryName, ProductName = p.Name, PublishTime = p.CreateTime };
            Console.WriteLine("查询表达式输出:");
            foreach (var item in queryExpress)
            {
                Console.WriteLine($"id:{item.Id},CategoryName:{item.CategoryName},ProductName:{item.ProductName},PublishTime:{item.PublishTime}");
            }
            Console.WriteLine("方法语法输出:");
            // 方法语法
            var queryFun = listCategory.Join(listProduct, c => c.Id, p => p.CategoryId, (c, p) => new { Id = c.Id, CategoryName = c.CategoryName, ProductName = p.Name, PublishTime = p.CreateTime });
            foreach (var item in queryFun)
            {
                Console.WriteLine($"id:{item.Id},CategoryName:{item.CategoryName},ProductName:{item.ProductName},PublishTime:{item.PublishTime}");
            }

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

 结果：

从结果中可以看出：Join()操作符只会输出两个结合中相同的元素，和T-SQL中的inner join类似。

在T-SQL中除了内连接以外，还有左连接和右连接，那么使用Join()是不是也可以实现左连接和右连接呢？请看下面的例子。

使用Join()实现左连接。

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

namespace ConnectOperation
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 初始化数据
            List<Category> listCategory = new List<Category>()
            {
              new Category(){ Id=1,CategoryName="计算机",CreateTime=DateTime.Now.AddYears(-1)},
              new Category(){ Id=2,CategoryName="文学",CreateTime=DateTime.Now.AddYears(-2)},
              new Category(){ Id=3,CategoryName="高校教材",CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-34)},
              new Category(){ Id=4,CategoryName="心理学",CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-34)}
            };
            List<Product> listProduct = new List<Product>()
            {
               new Product(){Id=1,CategoryId=1, Name="C#高级编程第10版", Price=100.67,CreateTime=DateTime.Now},
               new Product(){Id=2,CategoryId=1, Name="Redis开发和运维", Price=69.9,CreateTime=DateTime.Now.AddDays(-19)},
               new Product(){Id=3,CategoryId=2, Name="活着", Price=57,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-3)},
               new Product(){Id=4,CategoryId=3, Name="高等数学", Price=97,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-1)},
               new Product(){Id=5,CategoryId=6, Name="国家宝藏", Price=52.8,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-1)}
            };
            // 1、使用查询表达式实现左连接
            var listLeft = from c in listCategory
                           join p in listProduct on c.Id equals p.CategoryId
                           into cpList
                           from cp in cpList.DefaultIfEmpty()
                           select new
                           {
                               Id = c.Id,
                               CategoryName = c.CategoryName,
                               ProductName = cp == null ? "无产品名称" : cp.Name,
                               PublishTime = cp == null ? "无创建时间" : cp.CreateTime.ToString()
                           };
            foreach (var item in listLeft)
            {
                Console.WriteLine($"id:{item.Id},CategoryName:{item.CategoryName},ProductName:{item.ProductName},PublishTime:{item.PublishTime}");
            }

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

结果：

 

从结果中可以看出：左表listCategory中的数据全部输出了，listCategory中分类为4的在listProduct中没有对应的产品记录，所以该项的ProductName和PublishTime输出为空。

注意：

在左连接中，有可能右表中没有对应的记录，所以使用Select投影操作符的时候要注意判断是否为null，否则程序会报错，看下面的例子：

使用方法语法实现左连接要使用下面要讲的GroupJoin()，所以使用方法语法实现左连接放到GroupJoin()中进行讲解。

右连接

其实实现右连接只需要将上面例子中的左表和右边换一下顺序即可。看下面的例子：

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

namespace ConnectOperation
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 初始化数据
            List<Category> listCategory = new List<Category>()
            {
              new Category(){ Id=1,CategoryName="计算机",CreateTime=DateTime.Now.AddYears(-1)},
              new Category(){ Id=2,CategoryName="文学",CreateTime=DateTime.Now.AddYears(-2)},
              new Category(){ Id=3,CategoryName="高校教材",CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-34)},
              new Category(){ Id=4,CategoryName="心理学",CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-34)}
            };
            List<Product> listProduct = new List<Product>()
            {
               new Product(){Id=1,CategoryId=1, Name="C#高级编程第10版", Price=100.67,CreateTime=DateTime.Now},
               new Product(){Id=2,CategoryId=1, Name="Redis开发和运维", Price=69.9,CreateTime=DateTime.Now.AddDays(-19)},
               new Product(){Id=3,CategoryId=2, Name="活着", Price=57,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-3)},
               new Product(){Id=4,CategoryId=3, Name="高等数学", Price=97,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-1)},
               new Product(){Id=5,CategoryId=6, Name="国家宝藏", Price=52.8,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-1)}
            };
            // 使用查询表达式实现右连接
            var listRight = from p in listProduct
                            join c in listCategory on p.CategoryId equals c.Id
                            into pcList
                            from pc in pcList.DefaultIfEmpty()
                            select new
                            {
                                Id = p.Id,
                                CategoryName = pc == null ? "无分类名称" : pc.CategoryName,
                                ProductName = p.Name,
                                PublishTime = p.CreateTime
                            };
            foreach (var item in listRight)
            {
                Console.WriteLine($"id:{item.Id},CategoryName:{item.CategoryName},ProductName:{item.ProductName},PublishTime:{item.PublishTime}");
            }

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

 结果：

从结果中可以看出：listProduct中的数据全部输出了，listCategory中如果没有相应的记录就输出空值。

注意：

在右连接中也需要和左连接一样进行null值的判断。

二、GroupJoin()操作符

GroupJoin()操作符常用于返回“主键对象-外键对象集合”形式的查询，例如“产品类别-此类别下的所有产品”。

GroupJoin操作符也用于连接两个输入序列，但与Join操作符不同稍有不同，Join操作符在列举outer序列元素时，会将一个outer序列元素和其对应的inner序列元素作为一组参数传递给委托resultSelector委托，这就意味着如果某一个outer序列元素有多个对应的inner序列元素，Join操作符将会分多次将outer序列元素和每一个对应的inner序列元素传递给委托resultSelector。使用GroupJoin操作符时，如果某一个outer序列元素有多个对应的inner序列元素，那么这多个对应的inner序列元素会作用一个序列一次性传递给委托resultSelecotr，可以针对此序列添加一些处理逻辑。下面看看GroupJoin()操作符的定义：

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);
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, IEqualityComparer<TKey> comparer);

留意变红的那个委托，注意，与Join操作符的不同点就是一个outer序列中如果有多个对应的inner序列元素，会作为一个集合IEnumerable<TInner>传递到此委托。来看下面的例子：

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

namespace ConnectOperation
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 初始化数据
            List<Category> listCategory = new List<Category>()
            {
              new Category(){ Id=1,CategoryName="计算机",CreateTime=DateTime.Now.AddYears(-1)},
              new Category(){ Id=2,CategoryName="文学",CreateTime=DateTime.Now.AddYears(-2)},
              new Category(){ Id=3,CategoryName="高校教材",CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-34)},
              new Category(){ Id=4,CategoryName="心理学",CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-34)}
            };
            List<Product> listProduct = new List<Product>()
            {
               new Product(){Id=1,CategoryId=1, Name="C#高级编程第10版", Price=100.67,CreateTime=DateTime.Now},
               new Product(){Id=2,CategoryId=1, Name="Redis开发和运维", Price=69.9,CreateTime=DateTime.Now.AddDays(-19)},
               new Product(){Id=3,CategoryId=2, Name="活着", Price=57,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-3)},
               new Product(){Id=4,CategoryId=3, Name="高等数学", Price=97,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-1)},
               new Product(){Id=5,CategoryId=6, Name="国家宝藏", Price=52.8,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-1)}
            };

            // 使用GroupJoin()实现左连接
            var listLeftFun = listCategory.GroupJoin(listProduct, c => c.Id, p => p.CategoryId, (c, listp) => listp.DefaultIfEmpty(new Product()).Select(z =>
                 new
                 {
                     Id = c.Id,
                     CategoryName = c.CategoryName,
                     ProduceName = z.Name,
                     ProductPrice = z.Price
                 })).ToList();
            foreach (var item in listLeftFun)
            {
                foreach (var p in item)
                {
                    Console.WriteLine($"CategoryId:{p.Id},CategoryName:{p.CategoryName},ProduceName:{p.ProduceName},ProductPrice:{p.ProductPrice}");
                }
            }
            Console.ReadKey();
        }
            
    }
}

 结果：

结果可以看出：使用GroupJoin()操作符可以用Lambda表达式实现左连接。

右连接

只需要调整上面例子中两张表的顺序即可。

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

namespace ConnectOperation
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 初始化数据
            List<Category> listCategory = new List<Category>()
            {
              new Category(){ Id=1,CategoryName="计算机",CreateTime=DateTime.Now.AddYears(-1)},
              new Category(){ Id=2,CategoryName="文学",CreateTime=DateTime.Now.AddYears(-2)},
              new Category(){ Id=3,CategoryName="高校教材",CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-34)},
              new Category(){ Id=4,CategoryName="心理学",CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-34)}
            };
            List<Product> listProduct = new List<Product>()
            {
               new Product(){Id=1,CategoryId=1, Name="C#高级编程第10版", Price=100.67,CreateTime=DateTime.Now},
               new Product(){Id=2,CategoryId=1, Name="Redis开发和运维", Price=69.9,CreateTime=DateTime.Now.AddDays(-19)},
               new Product(){Id=3,CategoryId=2, Name="活着", Price=57,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-3)},
               new Product(){Id=4,CategoryId=3, Name="高等数学", Price=97,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-1)},
               new Product(){Id=5,CategoryId=6, Name="国家宝藏", Price=52.8,CreateTime=DateTime.Now.AddMonths(-1)}
            };
            var listRightFun = listProduct.GroupJoin(listCategory, p => p.CategoryId, c => c.Id, (p, listc) => listc.DefaultIfEmpty(new Category()).Select(z =>
            new
            {
                id = p.Id,
                ProductName = p.Name,
                ProductPrice = p.Price,
                CategoreName = z.CategoryName
            }));
            foreach (var item in listRightFun)
            {
                foreach (var p in item)
                {
                    Console.WriteLine($"id:{p.id},ProduceName:{p.ProductName},ProductPrice:{p.ProductPrice},CategoryName:{p.CategoreName}");
                }
            }
        }
    }
}

结果：