LINQ查询
LINQ概念与动机
LINQ（Language Integrated Query）是C#中内置的数据查询语言，允许用统一的语法查询不同数据源（集合、数据库、XML等）。在没有LINQ之前，查询不同数据源需要学习不同的API，LINQ解决了这一问题。
示例
CSHARP
using System;
using System.Linq;
int[] numbers = { 5, 12, 3, 21, 8, 15 };
var result = from n in numbers
where n > 10
select n;
foreach (var n in result)
{
Console.WriteLine(n);
}
TEXT
12
21
15
查询语法与方法语法
LINQ提供两种写法：查询语法（Query Syntax）和方法语法（Method Syntax）。两者功能等价，方法语法在实际开发中更常用，因为支持更多操作符且链式调用更简洁。
示例
CSHARP
using System;
using System.Linq;
int[] numbers = { 5, 12, 3, 21, 8, 15 };
var querySyntax = from n in numbers
where n > 10
orderby n
select n;
var methodSyntax = numbers.Where(n => n > 10).OrderBy(n => n);
Console.WriteLine("查询语法: " + string.Join(", ", querySyntax));
Console.WriteLine("方法语法: " + string.Join(", ", methodSyntax));
TEXT
查询语法: 12, 15, 21
方法语法: 12, 15, 21
from / where / select / orderby / group
查询语法核心子句：from指定数据源和范围变量，where过滤，select投影结果，orderby排序，group ... by分组。
示例
CSHARP
using System;
using System.Linq;
string[] names = { "Alice", "Bob", "Anna", "Charlie", "Amy" };
var result = from name in names
where name.StartsWith("A")
orderby name.Length
select name;
foreach (var name in result)
{
Console.WriteLine(name);
}
TEXT
Amy
Anna
Alice
group by 分组示例
CSHARP
using System;
using System.Linq;
var students = new[]
{
new { Name = "张三", Grade = "A" },
new { Name = "李四", Grade = "B" },
new { Name = "王五", Grade = "A" },
new { Name = "赵六", Grade = "C" },
new { Name = "孙七", Grade = "B" }
};
var groups = from s in students
group s by s.Grade into g
select new { Grade = g.Key, Count = g.Count() };
foreach (var g in groups)
{
Console.WriteLine($"等级 {g.Grade}: {g.Count} 人");
}
TEXT
等级 A: 2 人
等级 B: 2 人
等级 C: 1 人
常用操作符
方法语法下常用的LINQ操作符如下：
| 操作符 | 用途 |
|---|---|
| Where | 过滤元素 |
| Select | 投影转换 |
| OrderBy / OrderByDescending | 升序/降序排序 |
| ThenBy | 二级排序 |
| GroupBy | 分组 |
| First / FirstOrDefault | 取第一个元素 |
| Single / SingleOrDefault | 取唯一元素 |
| Count | 计数 |
| Any | 是否存在元素 |
| All | 是否全部满足条件 |
| Sum / Average | 求和/平均值 |
| Min / Max | 最小值/最大值 |
| Skip / Take | 跳过/取指定数量 |
| Distinct | 去重 |
| ToList / ToArray / ToDictionary | 转换为集合 |
示例
CSHARP
using System;
using System.Linq;
int[] numbers = { 3, 7, 2, 9, 5, 7, 3, 8 };
Console.WriteLine("Where > 5: " + string.Join(", ", numbers.Where(n => n > 5)));
Console.WriteLine("Select x2: " + string.Join(", ", numbers.Select(n => n * 2)));
Console.WriteLine("OrderBy: " + string.Join(", ", numbers.OrderBy(n => n)));
Console.WriteLine("OrderByDescending: " + string.Join(", ", numbers.OrderByDescending(n => n)));
Console.WriteLine("Distinct: " + string.Join(", ", numbers.Distinct()));
Console.WriteLine("First: " + numbers.First());
Console.WriteLine("FirstOrDefault > 10: " + numbers.FirstOrDefault(n => n > 10));
Console.WriteLine("Count > 5: " + numbers.Count(n => n > 5));
Console.WriteLine("Any > 8: " + numbers.Any(n => n > 8));
Console.WriteLine("All > 1: " + numbers.All(n => n > 1));
Console.WriteLine("Sum: " + numbers.Sum());
Console.WriteLine("Average: " + numbers.Average());
Console.WriteLine("Min: " + numbers.Min());
Console.WriteLine("Max: " + numbers.Max());
Console.WriteLine("Skip 3 Take 2: " + string.Join(", ", numbers.Skip(3).Take(2)));
TEXT
Where > 5: 7, 9, 7, 8
Select x2: 6, 14, 4, 18, 10, 14, 6, 16
OrderBy: 2, 3, 3, 5, 7, 7, 8, 9
OrderByDescending: 9, 8, 7, 7, 5, 3, 3, 2
Distinct: 3, 7, 2, 9, 5, 8
First: 3
FirstOrDefault > 10: 0
Count > 5: 4
Any > 8: True
All > 1: True
Sum: 44
Average: 5.5
Min: 2
Max: 9
Skip 3 Take 2: 9, 5
LINQ与List和Array
LINQ可以作用于任何实现了IEnumerable<T>接口的对象，包括List<T>和数组T[]。
示例
CSHARP
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
List<string> fruits = new List<string> { "apple", "banana", "cherry", "date" };
var longNames = fruits.Where(f => f.Length > 5).Select(f => f.ToUpper());
Console.WriteLine("List查询: " + string.Join(", ", longNames));
int[] scores = { 88, 72, 95, 60, 85 };
var topScores = scores.Where(s => s >= 85).OrderByDescending(s => s);
Console.WriteLine("Array查询: " + string.Join(", ", topScores));
TEXT
List查询: BANANA, CHERRY
Array查询: 95, 88, 85
LINQ与Dictionary
对字典使用LINQ时，每个元素是KeyValuePair<TKey, TValue>，通过.Key和.Value访问键和值。
示例
CSHARP
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
var prices = new Dictionary<string, decimal>
{
{ "苹果", 5.5m },
{ "香蕉", 3.2m },
{ "橙子", 7.8m },
{ "葡萄", 12.0m }
};
var expensive = prices.Where(kv => kv.Value > 5m)
.OrderByDescending(kv => kv.Value)
.Select(kv => $"{kv.Key}: {kv.Value}元");
foreach (var item in expensive)
{
Console.WriteLine(item);
}
var priceDict = prices.ToDictionary(kv => kv.Key, kv => kv.Value * 2);
Console.WriteLine("翻倍后橙子价格: " + priceDict["橙子"]);
TEXT
葡萄: 12.0元
橙子: 7.8元
苹果: 5.5元
翻倍后橙子价格: 15.6
延迟执行与立即执行
LINQ查询默认是延迟执行的：定义查询时不会运行，只有在遍历结果（如foreach）时才真正执行。调用ToList()、ToArray()、Count()、First()等方法会触发立即执行。
示例
CSHARP
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
var numbers = new List<int> { 1, 2, 3 };
var query = numbers.Where(n => n > 1);
numbers.Add(4);
numbers.Add(5);
Console.WriteLine("延迟执行结果包含后来添加的元素:");
foreach (var n in query)
{
Console.WriteLine(n);
}
var immediate = numbers.Where(n => n > 1).ToList();
numbers.Add(6);
Console.WriteLine("立即执行结果不包含后来添加的6:");
foreach (var n in immediate)
{
Console.WriteLine(n);
}
TEXT
延迟执行结果包含后来添加的元素:
2
3
4
5
立即执行结果不包含后来添加的6:
2
3
4
5
💡 延迟执行意味着每次遍历查询结果都会重新计算。如果需要多次使用结果，应调用ToList()缓存。
IQueryable与IEnumerable
IEnumerable<T>用于内存中的集合查询（LINQ to Objects），IQueryable<T>用于远程数据源查询（如数据库），它可以将表达式树翻译为SQL等查询语言在服务端执行。
示例
CSHARP
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
List<int> data = new List<int> { 10, 20, 30, 40, 50 };
IEnumerable<int> enumerableQuery = data.Where(n => n > 25);
IQueryable<int> queryableQuery = data.AsQueryable().Where(n => n > 25);
Console.WriteLine("IEnumerable结果: " + string.Join(", ", enumerableQuery));
Console.WriteLine("IQueryable结果: " + string.Join(", ", queryableQuery));
Console.WriteLine("IQueryable表达式: " + queryableQuery.Expression);
TEXT
IEnumerable结果: 30, 40, 50
IQueryable结果: 30, 40, 50
IQueryable表达式: System.Collections.Generic.List`1[System.Int32].Where(n => (n > 25))
⚠️ 使用EF Core等ORM时，IQueryable会在数据库端执行过滤，而IEnumerable会把数据全部加载到内存再过滤，性能差异巨大。
❓ 常见问题
Q 查询语法和方法语法哪个更好？
A 方法语法更常用，支持所有操作符且链式调用简洁；查询语法仅支持部分操作符，但对复杂join/group更易读。
Q FirstOrDefault和First有什么区别？
A First在无元素时抛异常，FirstOrDefault返回默认值（引用类型null，值类型0），推荐优先使用FirstOrDefault。
Q Single和First有什么区别？
A Single要求序列有且仅有一个匹配元素，多于一个也抛异常；First取第一个匹配元素即可。
Q 为什么遍历LINQ结果两次会执行两次查询？
A 因为延迟执行，每次遍历都重新计算。用ToList()缓存结果可避免重复计算。
Q IQueryable和IEnumerable如何选择？
A 查数据库用IQueryable让SQL在服务端执行；查内存集合用IEnumerable即可。
📖 小节
- LINQ是C#内置的统一数据查询语言，支持集合、数据库、XML等数据源
- 查询语法类似SQL，方法语法使用链式Lambda调用，两者可混用
- 核心子句：from、where、select、orderby、group/by
- 常用操作符：Where、Select、OrderBy、GroupBy、First、Count、Any、Sum、Skip、Take等
- LINQ可作用于List、Array、Dictionary等所有IEnumerable
对象 - 延迟执行在遍历时才运行查询，ToList/ToArray等触发立即执行
- IQueryable用于远程数据源（数据库），IEnumerable用于内存集合
📝 作业
- 给定
int[] nums = { 34, 7, 21, 56, 12, 89, 3 }，用方法语法找出所有大于20的偶数并降序排列，输出结果 - 定义一个学生列表（姓名、年龄、班级），用LINQ按班级分组，输出每个班级的学生数量
- 创建一个
Dictionary<string, int>存储商品名称和库存，用LINQ找出库存小于10的商品名称，并转换为List<string> - 编写代码演示延迟执行：定义一个查询后修改原集合，观察遍历结果是否包含新元素；然后用
ToList()对比立即执行的行为 - 解释
IQueryable在EF Core中为什么比IEnumerable更高效，用一句话概括原因
