十、转换操作符
转换操作符是用来实现将输入对象的类型转变为序列的功能。名称以“As”开头的转换方法可更改源集合的静态类型但不枚举（延迟加载）此源集合。名称以“To”开头的方法可枚举（即时加载）源集合并将项放入相应的集合类型。
1. AsEnumerable
所有实现了IEnumerable<T>接口的类型都可以调用此方法来获取一个IEnumerable<T>集合。此方法一般仅用于实现类中的方法与IEnumerable<T>接口方法重名时。例如，实现类Test中有一个Where方法，当使用Test对象调用Where时，将执行Test自身的Where方法过程。如果要执行IEnumerable<T>的Where方法，便可以使用AsEnumerable进行进行转换后，再调用Where方法即可。当然，将实现类Test隐式转换为IEnumerable<T>接口，再调用接口的Where方法也能达到同样的效果。以下的代码演示了这一过程：
class AsEnumerableTest<T> : List<T>
{
public void Where(Func<T, bool> func)
{
Console.WriteLine("AsEnumerableTest的Where方法");
}
}
public static void AsEnumerable()
{
AsEnumerableTest<int> q = new AsEnumerableTest<int>() { 1,2,3,4 };
q.Where(r => r < 3);
//q.AsEnumerable().Where(r => r < 3);
//IEnumerable<int> i = q;
//i.Where(r => r < 3);
}
2. Cast
Cast<T> 方法通过提供必要的类型信息，可在IEnumerable(非泛型)的派生对象上调用Cast<T> 方法来获得一个IEnumerable<T>对象。例如，ArrayList 并不实现 IEnumerable<T>，但通过调用 ArrayList 对象上的 Cast<T>()，就可以使用标准查询运算符查询该序列。
如果集合中的元素无法强制转换为 T 类型，则此方法将引发异常。以下代码演示了这一过程：
ArrayList array = new ArrayList();
array.Add("Bob");
array.Add("Jack");
array.Add(1);
foreach (var item in array.Cast<string>())
{
Console.WriteLine(item);
}
运行此代码，可以输出“Bob”、“Jack”，然后会报出一个异常“无法将int强制转换为string”，这说明Cast方法也是延迟执行实现的，只有在枚举过程中才将对象逐个强制转换为T类型。
3. OfType
OfType <T> 方法通过提供必要的类型信息，可在IEnumerable(非泛型)的派生对象上调用OfType <T> 方法来获得一个IEnumerable<T>对象。执行OfType<T>方法将返回集合中强制转换类型成功的所有元素。也就是说，OfType<T>方法与Cast<T> 方法的区别在于，如果集合中的元素在强制转换失败的时候会跳过，而不是抛出异常。
4. ToArray
ToArray 操作符可以在IEnumerable<T> 类型的任何派生对象上调用，返回值为T类型的数组。
5. ToDictionary
ToDictionary操作符根据指定的键选择器函数，从IEnumerable<T>创建一个Dictionary<TKey, TValue>。下面的示例中，将查询到的产品类别集合转换为Dictionary<类别ID,类别名称>的键-值集合：
var q =
db.Categories
.ToDictionary
(
c => c.CategoryID,
c => c.CategoryName
);
生成的sql:
SELECT
[Extent1].[CategoryID] AS [CategoryID],
[Extent1].[CategoryName] AS [CategoryName],
[Extent1].[Description] AS [Description],
[Extent1].[Picture] AS [Picture]
FROM [dbo].[Categories] AS [Extent1]
var qq =
db.Categories
.Select(c => new { c.CategoryID, c.CategoryName })
.ToDictionary(c => c.CategoryID, c => c.CategoryName);
生成的sql:
SELECT
[Extent1].[CategoryID] AS [CategoryID],
[Extent1].[CategoryName] AS [CategoryName]
FROM [dbo].[Categories] AS [Extent1]
需要注意的是，如果省略ToDictionary方法的第二个参数（值选择函数），那么Value将会保存一个类别对象。还有，如果Key为null，或者出现重复的Key，都将导致抛出异常。
6. ToList
ToList操作符可以在IEnumerable<T> 类型的任何派生对象上调用，返回值为List<T>类型的对象。
7. ToLookup
ToLookup操作符将创建一个 Lookup<TKey, TElement>对象，这是一个one-to-many集合，一个Key可以对应多个Value。以下的示例以产品表的所有数据作为数据源，以类别ID作为Key调用了ToLookup方法，然后遍历返回的Lookup<TKey, TElement>对象，输出了类别ID以及此类别下的所有产品名称：
var q =
db.Products
.ToLookup
(
p => p.CategoryID,
p => p.ProductName
);
生成的sql:
SELECT
[Extent1].[ProductID] AS [ProductID],
[Extent1].[ProductName] AS [ProductName],
[Extent1].[SupplierID] AS [SupplierID],
[Extent1].[CategoryID] AS [CategoryID],
[Extent1].[QuantityPerUnit] AS [QuantityPerUnit],
[Extent1].[UnitPrice] AS [UnitPrice],
[Extent1].[UnitsInStock] AS [UnitsInStock],
[Extent1].[UnitsOnOrder] AS [UnitsOnOrder],
[Extent1].[ReorderLevel] AS [ReorderLevel],
[Extent1].[Discontinued] AS [Discontinued]
FROM [dbo].[Products] AS [Extent1]
返回的结果
可以看出，ToLookup操作与GroupBy操作很相似，只不过GroupBy是延迟加载的，而ToLookup是即时加载。
如果省略第二个参数，则返回产品包装类。
十一、元素操作符
元素操作符将从一个序列中返回单个指定的元素。
1. First
First操作将返回序列中的第一个元素。如果序列中不包含任何元素，则First<T>方法将引发异常。若要在源序列为空时返回默认值，需要使用FirstOrDefault方法。以下代码演示了First<T>方法的使用方式：
//无参
var query =
db.Employees
.First();
生成的sql:
SELECT TOP (1)
[c].[EmployeeID] AS [EmployeeID],
[c].[LastName] AS [LastName],
[c].[FirstName] AS [FirstName],
[c].[Title] AS [Title],
[c].[TitleOfCourtesy] AS [TitleOfCourtesy],
[c].[BirthDate] AS [BirthDate],
[c].[HireDate] AS [HireDate],
[c].[Address] AS [Address],
[c].[City] AS [City],
[c].[Region] AS [Region],
[c].[PostalCode] AS [PostalCode],
[c].[Country] AS [Country],
[c].[HomePhone] AS [HomePhone],
[c].[Extension] AS [Extension],
[c].[Photo] AS [Photo],
[c].[Notes] AS [Notes],
[c].[ReportsTo] AS [ReportsTo],
[c].[PhotoPath] AS [PhotoPath]
FROM [dbo].[Employees] AS [c]
//有参
var q =
db.Employees
.First(e => e.FirstName.StartsWith("S"));
生成的sql:
SELECT TOP (1)
[Extent1].[EmployeeID] AS [EmployeeID],
[Extent1].[LastName] AS [LastName],
[Extent1].[FirstName] AS [FirstName],
[Extent1].[Title] AS [Title],
[Extent1].[TitleOfCourtesy] AS [TitleOfCourtesy],
[Extent1].[BirthDate] AS [BirthDate],
[Extent1].[HireDate] AS [HireDate],
[Extent1].[Address] AS [Address],
[Extent1].[City] AS [City],
[Extent1].[Region] AS [Region],
[Extent1].[PostalCode] AS [PostalCode],
[Extent1].[Country] AS [Country],
[Extent1].[HomePhone] AS [HomePhone],
[Extent1].[Extension] AS [Extension],
[Extent1].[Photo] AS [Photo],
[Extent1].[Notes] AS [Notes],
[Extent1].[ReportsTo] AS [ReportsTo],
[Extent1].[PhotoPath] AS [PhotoPath]
FROM [dbo].[Employees] AS [Extent1]
WHERE [Extent1].[FirstName] LIKE N'S%'
上述代码中使用了First<T>方法的无参方式与有参方式。First<T>的有参方式中可以指定一个条件，操作将返回序列中满足此条件的第一个元素。从查询结果上看，source.First<T>(条件)方法与source.Where(条件).First<T>()是一样的，但是需要注意“First<T>(条件)操作将返回序列中满足此条件的第一个元素”，这将忽略后面的遍历操作，效率更高。
2. FirstOrDefault
FirstOrDefault方法将返回序列中的第一个元素；如果序列中不包含任何元素，则返回默认值。它也可以像First方法一样传递一个条件。需要说明的是如果序列中不包含任何元素，返回的默认值是个怎样的元素。在这之前，先来看一下FirstOrDefault方法是如何实现的：
public static TSource FirstOrDefault<TSource>(this IEnumerable<TSource> source)
{
if (source == null)
{
throw Error.ArgumentNull("source");
}
IList<TSource> list = source as IList<TSource>;
if (list != null)
{
if (list.Count > 0)
{
return list[0];
}
}
else
{
using (IEnumerator<TSource> enumerator = source.GetEnumerator())
{
if (enumerator.MoveNext())
{
return enumerator.Current;
}
}
}
return default(TSource);
}
1. 如果调用FirstOrDefault方法的序列为空，抛出异常
2. 如果序列成功转换为List<T>，并且元素数量大于0，则返回首个元素
3. 如果序列没有成功转换为List<T>，则尝试获取序列的遍历器，然后再调用遍历器的MoveNext方法，如果返回值为true，则返回当前的元素。
4. 如果上述操作都没有执行，则使用default(T)关键字返回类型T的默认值
以下给出MSDN中，对于default(T)关键字的描述：
在泛型类和泛型方法中产生的一个问题是，在预先未知以下情况时，如何将默认值分配给参数化类型 T：
- T 是引用类型还是值类型。
- 如果 T 为值类型，则它是数值还是结构。
给定参数化类型 T 的一个变量 t，只有当 T 为引用类型时，语句 t = null 才有效；只有当 T 为数值类型而不是结构时，语句 t = 0 才能正常使用。解决方案是使用default 关键字，此关键字对于引用类型会返回 null，对于数值类型会返回零。对于结构，此关键字将返回初始化为零或 null 的每个结构成员，具体取决于这些结构是值类型还是引用类型。
//var q =
// db.Employees
// .First(e => e.FirstName.StartsWith("Svvvvvvvvv"));//没有记录报错
var qqq =
db.Employees
.FirstOrDefault(e => e.FirstName.StartsWith("Svvvvvvvvv"));//没有记录为 null
var qq =
db.Employees
.FirstOrDefault();
3. Last
Last方法将返回序列中的最后一个元素。使用方法参照First。
4. LastOrDefault
LastOrDefault方法将返回序列中的最后一个元素；如果序列中不包含任何元素，则返回默认值。使用方法参照FirstOrDefault。
5. ElementAt
ElementAt方法返回序列中指定索引处的元素。使用方法参照First。需要注意的是如果索引超出范围会导致异常。
6. ElementAtOrDefault
ElementAtOrDefault方法将返回序列中指定索引处的元素；如果索引超出范围，则返回默认值。使用方法参照FirstOrDefault。
7. Single
Single方法的无参形式将从一个序列中返回单个元素，如果该序列包含多个元素，或者没有元素数为0，则会引发异常。也就是说，在序列执行Single方法的无参形式时，必须保证该序列有且仅有一个元素。
Single方法的有参形式将从一个序列中返回符合指定条件的唯一元素，如果有多个元素，或者没有元素符合这一条件，则会引发异常。以下代码演示了Single的使用方式：
//方法语法
//var q = //报错：序列包含一个以上的元素
// db.Employees
// .Single();
var query =
db.Employees
.Single(e => e.FirstName.StartsWith("S"));
SingleOrDefault方法的无参形式将从一个序列中返回单个元素。如果元素数为0，则返回默认值。如果该序列包含多个元素，则会引发异常。
SingleOrDefault方法的有参形式将从一个序列中返回符合指定条件的唯一元素，如果元素数为0，则返回默认值；如果该序列包含多个元素，则会引发异常。SingleOrDefault的使用方式与Single相同。
需要注意的是，Single方法与SingleOrDefault方法都是即时加载的，在代码进行到方法所在位置时，如果引发了异常，会立刻抛出。