書寫LINQ查詢時(shí)又兩種語(yǔ)法可供選擇：方法語(yǔ)法（Fluent Syntax）和查詢語(yǔ)法（Query Expression）。

LINQ方法語(yǔ)法是非常靈活和重要的，我們?cè)谶@里將描述使用鏈接查詢運(yùn)算符的方式來(lái)創(chuàng)建復(fù)雜的查詢，方法語(yǔ)法的本質(zhì)是通過(guò)擴(kuò)展方法和Lambda表達(dá)式來(lái)創(chuàng)建查詢。C# 3.0對(duì)于LINQ表達(dá)式還引入了聲明式的查詢語(yǔ)法，通過(guò)查詢語(yǔ)法寫出的查詢比較類似于SQL查詢。本篇會(huì)對(duì)LINQ方法語(yǔ)法進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

當(dāng)然，.NET公共語(yǔ)言運(yùn)行庫(kù)（CLR）并不具有查詢語(yǔ)法的概念。所以，編譯器會(huì)在程序編譯時(shí)把查詢表達(dá)式轉(zhuǎn)換為方法語(yǔ)法，即對(duì)擴(kuò)展方法的調(diào)用。所以使用方法語(yǔ)法會(huì)讓我們更加接近和了解LINQ的實(shí)現(xiàn)和本質(zhì)，并且一些查詢只能表示為方法調(diào)用，如檢索序列中的最大值、最小值元素的查詢，他們?cè)诓樵冋Z(yǔ)法中就沒(méi)有對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)。但另一方面，查詢語(yǔ)法通常會(huì)比較簡(jiǎn)單和易讀。不管怎樣，這兩種語(yǔ)法和互相補(bǔ)充和兼容的，我們可以在一個(gè)查詢中混合使用方法語(yǔ)法和查詢語(yǔ)法。

鏈接查詢運(yùn)算符

在LINQ介紹中，我們示范了使用單個(gè)查詢運(yùn)算符創(chuàng)建的查詢。如果需要?jiǎng)?chuàng)建更加復(fù)雜的查詢，我們可以在表達(dá)式之后添加其他查詢運(yùn)算符，產(chǎn)生一個(gè)查詢鏈。如下例：查詢出所有含有字母”a”的姓名，按長(zhǎng)度進(jìn)行排序，然后把結(jié)果全部轉(zhuǎn)換成大寫格式。

        static void Main(string[] args)
        {
            string[] names = { "Tom", "Dick", "Harry", "Mary", "Jay" };

            IEnumerable<string> query = names
                .Where(n => n.Contains("a"))
                .OrderBy(n => n.Length)
                .Select(n => n.ToUpper());
 
            foreach (string name in query) Console.WriteLine(name);
        }
 
        // Result:
        JAY
        MARY
        HARRY

就像在本例中所示，當(dāng)鏈接使用查詢運(yùn)算符時(shí)，一個(gè)運(yùn)算符的輸出sequence會(huì)成為下一個(gè)運(yùn)算符的輸入sequence，其結(jié)果形成了一個(gè)sequence的傳輸鏈，如圖所示：

     圖：鏈接查詢運(yùn)算符

Where, OrderyBy, Select這些標(biāo)準(zhǔn)查詢運(yùn)算符對(duì)應(yīng)Enumerable類中的相應(yīng)擴(kuò)展方法。Where產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)過(guò)過(guò)濾的sequence；OrderBy生成輸入sequence的排序版本；Select得到的序列中的每個(gè)元素都經(jīng)過(guò)了給定lambda表達(dá)式的轉(zhuǎn)換。

下面是Where, OrderBy, Select這幾個(gè)擴(kuò)展方法的簽名：

        public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>
            (this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate)

        public static IEnumerable<TSource> OrderBy<TSource, TKey>
            (this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TKey> keySelector)

        public static IEnumerable<TResult> Select<TSource, TResult>
            (this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TResult> selector)

擴(kuò)展方法的重要性

在LINQ表達(dá)式中，正是擴(kuò)展方法讓LINQ查詢運(yùn)算符的鏈接成為了可能。因?yàn)檫\(yùn)算符本身是對(duì)IEnumerable<T>類型的擴(kuò)展，并且返回IEnumerable<T>類型的結(jié)果。我們可以比較一下使用擴(kuò)展方法和使用靜態(tài)方法的區(qū)別，結(jié)果會(huì)一目了然。擴(kuò)展方法非常自然地反映了從左到右的數(shù)據(jù)流向，同時(shí)保持lambda表達(dá)式與查詢運(yùn)算符的位置一致性。

            //   extension methods make LINQ elegant
            IEnumerable<string> query = names
                .Where(n => n.Contains("a"))
                .OrderBy(n => n.Length)
                .Select(n => n.ToUpper());
 
            //   static methods lose query's fluency
            IEnumerable<string> query2 =
                Enumerable.Select(
                    Enumerable.OrderBy(
                        Enumerable.Where(names, n => n.Contains("a")
                        ), n => n.Length
                    ), n => n.ToUpper()
                );

創(chuàng)建Lambda表達(dá)式

在上例中，我們向Where運(yùn)算符提供了如下Lambda表達(dá)式：n => n.Contains(“a”)。對(duì)各個(gè)查詢運(yùn)算符來(lái)說(shuō)，Lambda表達(dá)式的目的不盡相同。對(duì)于Where，它決定了一個(gè)element是否包含在結(jié)果sequence中；對(duì)于OrderBy，它把每個(gè)element映射到比較的鍵值；而對(duì)于Select，lambda表達(dá)式則決定了輸入sequence中的元素要怎么樣的轉(zhuǎn)換再放入輸出sequence中。

關(guān)于Lambda表達(dá)式的詳細(xì)介紹，請(qǐng)參考LINQ 之路3：C# 3.0的語(yǔ)言功能（下）。

通常來(lái)說(shuō)，查詢運(yùn)算符會(huì)對(duì)每一個(gè)輸入sequence中的element來(lái)調(diào)用我們提供的Lambda表達(dá)式，這樣就給了我們一個(gè)實(shí)現(xiàn)自己的邏輯，從而得到自己需要結(jié)果的機(jī)會(huì)。我們可以看一下.NET Framework對(duì)Enumerable.Where的實(shí)現(xiàn)：

        public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>(
            this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate)
        {
            foreach (TSource element in source)
                if (predicate(element))
                    yield return element;
        }

標(biāo)準(zhǔn)查詢運(yùn)算符使用了通用的Func委托，F(xiàn)unc是一組定義在System.Linq(謝謝 A_明~堅(jiān)持的指正，此處應(yīng)為System)命名空間中的通用委托。它接受一系列的輸入?yún)?shù)和一個(gè)返回值，返回值對(duì)應(yīng)最后一個(gè)參數(shù)定義。所以，F(xiàn)unc<TSource, bool>委托匹配 TSource => bool表達(dá)式，接受TSource輸入?yún)?shù)，返回一個(gè)bool值。

Lambda表達(dá)式和元素類型

標(biāo)準(zhǔn)查詢運(yùn)算符使用統(tǒng)一的類型名稱：

TSource由輸入sequence決定，而TResult和TKey則從我們提供的Lambda表達(dá)式推斷得到。

比如：Select查詢運(yùn)算符的簽名如下：

        public static IEnumerable<TResult> Select<TSource,TResult>(
            this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource,TResult> selector)

Func<TSource,TResult>匹配TSource => TResult的Lambda表達(dá)式，接受一個(gè)輸入?yún)?shù)TSource，返回TResult。因?yàn)門Source和TResult是不同的類型，所以我們的Lambda表達(dá)式甚至可以改變輸入element的數(shù)據(jù)類型。下面的示例就把string類型元素轉(zhuǎn)換為int類型元素：

        static void TestSelectOperator(){
            string[] names = { "Tom", "Dick", "Harry", "Mary", "Jay" };
            // 編譯器將會(huì)從Lambda表達(dá)式 n => n.Length推斷出TResult為int類型
            IEnumerable<int> query = names.Select(n => n.Length);
 
            foreach (int length in query)
                Console.Write(length + "|");    //  3|4|5|4|3
        }

而對(duì)Where查詢運(yùn)算符來(lái)講，它并不需要對(duì)輸出element進(jìn)行類型推斷，因?yàn)樗皇菍?duì)輸入elements進(jìn)行過(guò)濾而不作轉(zhuǎn)換，因此輸出element和輸入element具有相同的數(shù)據(jù)類型。

對(duì)于OrderBy查詢運(yùn)算符來(lái)講，F(xiàn)unc<TSource, TKey>把輸入元素映射至一個(gè)排序鍵值。TKey由Lambda表達(dá)式的結(jié)果推斷出來(lái)，比如我們可以按長(zhǎng)度或按字母順序?qū)ames數(shù)組進(jìn)行排序：

            string[] names = { "Tom", "Dick", "Harry", "Mary", "Jay" };
            IEnumerable<string> sortedByLength, sortedAlphabetically;
            sortedByLength = names.OrderBy(n => n.Length);  // int key
            sortedAlphabetically = names.OrderBy(n => n);   // string key

其他查詢運(yùn)算符

并不是所有的查詢運(yùn)算符都返回一個(gè)sequence。元素(element)運(yùn)算符會(huì)從輸入sequence中獲取單個(gè)元素，如：First，Last和ElementAt:

            int[] numbers = { 10, 9, 8, 7, 6 };  
            int firstNumber = numbers.First();                  // 10
            int lastNumber = numbers.Last();                    // 6
            int secondNumber = numbers.ElementAt(1);            // 9
            int lowestNumber = numbers.OrderBy(n => n).First(); // 6

集合(aggregation) 運(yùn)算符返回一個(gè)標(biāo)量值，通常是數(shù)值類型：

            int count = numbers.Count();    // 5
            int min = numbers.Min();        // 6

判斷運(yùn)算符返回一個(gè)bool值：

            bool hasTheNumberNine = numbers.Contains(9);    // true
            bool hasElements = numbers.Any();               // true
            bool hasAnOddElement = numbers.Any(n => (n % 2) == 1);  //true

因?yàn)檫@些運(yùn)算符并不是返回一個(gè)sequence，所以我們不能再這些運(yùn)算符之后鏈接其他運(yùn)算符，換句話講，他們一般出現(xiàn)在查詢的最后面。

還有一些查詢運(yùn)算符接受兩個(gè)輸入sequence，比如Concat把一個(gè)sequence添加到另外一個(gè)sequence后面；Union與Concat類似，但是會(huì)去除相同的元素：

            int[] seq1 = { 1, 2, 2, 3 };
            int[] seq2 = { 3, 4, 5 };
            IEnumerable<int> concat = seq1.Concat(seq2);    // { 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5 }
            IEnumerable<int> union = seq1.Union(seq2);      // { 1, 2, 3, 4, 5 }

本篇只是對(duì)幾個(gè)常用的查詢運(yùn)算符做了介紹，在后續(xù)篇章中，我會(huì)對(duì)更多地運(yùn)算符進(jìn)行更詳細(xì)的討論。