Übersicht über LINQ
LINQ (Language-Integrated Query) bietet Abfragefunktionen auf Sprachebene und eine API einer Funktion höherer Ordnung für C# und Visual Basic, die es Ihnen ermöglichen, aussagekräftigen deklarativen Code zu schreiben.
Abfragesyntax auf Sprachebene
Dies ist die Abfragesyntax auf Sprachebene:
var linqExperts = from p in programmers
where p.IsNewToLINQ
select new LINQExpert(p);
Dim linqExperts = From p in programmers
Where p.IsNewToLINQ
Select New LINQExpert(p)
Dies ist das gleiche Beispiel mit der IEnumerable<T>-API:
var linqExperts = programmers.Where(p => p.IsNewToLINQ)
.Select(p => new LINQExpert(p));
Dim linqExperts = programmers.Where(Function(p) p.IsNewToLINQ).
Select(Function(p) New LINQExpert(p))
LINQ ist ausdrucksstark
Nehmen Sie an, Sie haben eine Liste mit Haustieren, möchten diese aber in ein Wörterbuch konvertieren, damit Sie direkt über den RFID-Wert auf ein Haustier zugreifen können.
Dies ist herkömmlicher imperativer Code:
var petLookup = new Dictionary<int, Pet>();
foreach (var pet in pets)
{
petLookup.Add(pet.RFID, pet);
}
Dim petLookup = New Dictionary(Of Integer, Pet)()
For Each pet in pets
petLookup.Add(pet.RFID, pet)
Next
Der Zweck des Codes ist nicht, ein neues Dictionary<int, Pet>-Element zu erstellen und es über eine Schleife zu erweitern, sondern eine vorhandene Liste in ein Wörterbuch zu konvertieren. Mit LINQ bleibt dieser Zweck erhalten, mit imperativem Code hingegen nicht.
Dies ist der entsprechende LINQ-Ausdruck:
var petLookup = pets.ToDictionary(pet => pet.RFID);
Dim petLookup = pets.ToDictionary(Function(pet) pet.RFID)
Der Code mit LINQ ist hilfreich, da er aus der Perspektive eines Programmierers einen Ausgleich zwischen Zweck und Code schafft. Ein weiter Bonus ist die Kürze des Codes. Stellen Sie sich vor, Sie könnten große Teile einer Codebasis um 1/3 reduzieren, wie oben dargestellt. Klingt das nicht überzeugend?
LINQ-Anbieter vereinfachen den Datenzugriff
Für einen erheblichen Teil der verwendeten Software dreht sich alles um den Umgang mit Daten aus unterschiedlichen Quellen (Datenbanken, JSON, XML usw.). Häufig gehört dazu das Erlernen einer neuen API für jede Datenquelle, was lästig sein kann. LINQ vereinfacht dies durch das Abstrahieren gemeinsamer Elemente des Datenzugriffs in eine Abfragesyntax, die immer gleich aussieht, unabhängig davon, welche Datenquelle Sie auswählen.
Dieser Code findet alle XML-Elemente mit einem bestimmten Attributwert:
public static IEnumerable<XElement> FindAllElementsWithAttribute(XElement documentRoot, string elementName,
string attributeName, string value)
{
return from el in documentRoot.Elements(elementName)
where (string)el.Element(attributeName) == value
select el;
}
Public Shared Function FindAllElementsWithAttribute(documentRoot As XElement, elementName As String,
attributeName As String, value As String) As IEnumerable(Of XElement)
Return From el In documentRoot.Elements(elementName)
Where el.Element(attributeName).ToString() = value
Select el
End Function
Code zu schreiben, um das XML-Dokument zu diesem Zweck manuell zu durchlaufen, wäre eine wesentlich größere Herausforderung.
LINQ-Anbieter ermöglichen nicht nur die Interaktion mit XML. LINQ to SQL ist ein ziemlich reduzierter objektrelationaler Mapper (ORM) für eine MSSQL Server-Datenbank. Die JSON.NET-Bibliothek bietet einen effizienten Durchlauf von JSON-Dokumenten über LINQ. Wenn es allerdings keine Bibliothek gibt, die Ihre Anforderungen erfüllt, können Sie auch Ihren eigenen LINQ-Anbieter schreiben.
Gründe für die Verwendung der Abfragesyntax
Warum sollte die Abfragesyntax verwendet werden? Dies ist eine Frage, die häufig gestellt wird. Schließlich ist der folgende Code:
var filteredItems = myItems.Where(item => item.Foo);
Dim filteredItems = myItems.Where(Function(item) item.Foo)
sehr viel präziser als dies:
var filteredItems = from item in myItems
where item.Foo
select item;
Dim filteredItems = From item In myItems
Where item.Foo
Select item
Ist die API-Syntax nicht nur eine präzisere Methode für die Abfragesyntax?
Nein. Die Abfragesyntax ermöglicht die Verwendung der let-Klausel, mit der Sie eine Variable im Bereich des Ausdrucks einführen und binden können, um sie in nachfolgenden Teilen des Ausdrucks zu verwenden. Das Reproduzieren des gleichen Codes nur mit der API-Syntax ist möglich, führt jedoch wahrscheinlich zu Code, der schwer lesbar ist.
Daher stellt sich die folgende Frage: Sollten Sie einfach die Abfragesyntax verwenden?
Die Antwort auf diese Frage ist Ja, wenn:
- Ihre vorhandene Codebasis bereits die Abfragesyntax verwendet.
- Sie den Gültigkeitsbereich von Variablen in Ihren Abfragen aufgrund der Komplexität festlegen müssen.
- Sie die Abfragesyntax bevorzugen und Sie dadurch nicht von Ihrer Codebasis abgelenkt werden.
Die Antwort auf diese Frage ist Nein, wenn...
- Ihre vorhandene Codebasis die API-Syntax bereits verwendet
- Sie den Bereich von Variablen in Ihren Abfragen nicht festlegen müssen
- Sie die API-Syntax bevorzugen und Sie dadurch nicht von Ihrer Codebasis abgelenkt werden.
Grundlegendes zu LINQ
Eine umfassende Liste der LINQ-Beispiele finden Sie unter 101 LINQ Samples (101 LINQ-Beispiele).
Die folgenden Beispiele sind eine kurze Darstellung einiger der grundlegenden Bestandteile von LINQ. Sie ist bei weitem nicht vollständig, da LINQ mehr Funktionen bietet, als hier vorgestellt werden.
Die Grundbestandteile sind Where, Select und Aggregate.
// Filtering a list.
var germanShepherds = dogs.Where(dog => dog.Breed == DogBreed.GermanShepherd);
// Using the query syntax.
var queryGermanShepherds = from dog in dogs
where dog.Breed == DogBreed.GermanShepherd
select dog;
// Mapping a list from type A to type B.
var cats = dogs.Select(dog => dog.TurnIntoACat());
// Using the query syntax.
var queryCats = from dog in dogs
select dog.TurnIntoACat();
// Summing the lengths of a set of strings.
int seed = 0;
int sumOfStrings = strings.Aggregate(seed, (s1, s2) => s1.Length + s2.Length);
' Filtering a list.
Dim germanShepherds = dogs.Where(Function(dog) dog.Breed = DogBreed.GermanShepherd)
' Using the query syntax.
Dim queryGermanShepherds = From dog In dogs
Where dog.Breed = DogBreed.GermanShepherd
Select dog
' Mapping a list from type A to type B.
Dim cats = dogs.Select(Function(dog) dog.TurnIntoACat())
' Using the query syntax.
Dim queryCats = From dog In dogs
Select dog.TurnIntoACat()
' Summing the lengths of a set of strings.
Dim seed As Integer = 0
Dim sumOfStrings As Integer = strings.Aggregate(seed, Function(s1, s2) s1.Length + s2.Length)
Reduzieren einer Liste mit Listen
// Transforms the list of kennels into a list of all their dogs.
var allDogsFromKennels = kennels.SelectMany(kennel => kennel.Dogs);
' Transforms the list of kennels into a list of all their dogs.
Dim allDogsFromKennels = kennels.SelectMany(Function(kennel) kennel.Dogs)
Vereinigung von zwei Gruppen (mit benutzerdefiniertem Vergleichsoperator)
public class DogHairLengthComparer : IEqualityComparer<Dog>
{
public bool Equals(Dog a, Dog b)
{
if (a == null && b == null)
{
return true;
}
else if ((a == null && b != null) ||
(a != null && b == null))
{
return false;
}
else
{
return a.HairLengthType == b.HairLengthType;
}
}
public int GetHashCode(Dog d)
{
// Default hashcode is enough here, as these are simple objects.
return d.GetHashCode();
}
}
...
// Gets all the short-haired dogs between two different kennels.
var allShortHairedDogs = kennel1.Dogs.Union(kennel2.Dogs, new DogHairLengthComparer());
Public Class DogHairLengthComparer
Inherits IEqualityComparer(Of Dog)
Public Function Equals(a As Dog,b As Dog) As Boolean
If a Is Nothing AndAlso b Is Nothing Then
Return True
ElseIf (a Is Nothing AndAlso b IsNot Nothing) OrElse (a IsNot Nothing AndAlso b Is Nothing) Then
Return False
Else
Return a.HairLengthType = b.HairLengthType
End If
End Function
Public Function GetHashCode(d As Dog) As Integer
' Default hashcode is enough here, as these are simple objects.
Return d.GetHashCode()
End Function
End Class
...
' Gets all the short-haired dogs between two different kennels.
Dim allShortHairedDogs = kennel1.Dogs.Union(kennel2.Dogs, New DogHairLengthComparer())
Schnittmenge von zwei Mengen
// Gets the volunteers who spend share time with two humane societies.
var volunteers = humaneSociety1.Volunteers.Intersect(humaneSociety2.Volunteers,
new VolunteerTimeComparer());
' Gets the volunteers who spend share time with two humane societies.
Dim volunteers = humaneSociety1.Volunteers.Intersect(humaneSociety2.Volunteers,
New VolunteerTimeComparer())
Sortieren
// Get driving directions, ordering by if it's toll-free before estimated driving time.
var results = DirectionsProcessor.GetDirections(start, end)
.OrderBy(direction => direction.HasNoTolls)
.ThenBy(direction => direction.EstimatedTime);
' Get driving directions, ordering by if it's toll-free before estimated driving time.
Dim results = DirectionsProcessor.GetDirections(start, end).
OrderBy(Function(direction) direction.HasNoTolls).
ThenBy(Function(direction) direction.EstimatedTime)
Gleichheit von Instanzeigenschaften
Schließlich ein erweitertes Beispiel: Ermitteln, ob die Werte der Eigenschaften von zwei Instanzen desselben Typs gleich sind (aus diesem StackOverflow-Beitrag übernommen und geändert):
public static bool PublicInstancePropertiesEqual<T>(this T self, T to, params string[] ignore) where T : class
{
if (self == null || to == null)
{
return self == to;
}
// Selects the properties which have unequal values into a sequence of those properties.
var unequalProperties = from property in typeof(T).GetProperties(BindingFlags.Public | BindingFlags.Instance)
where !ignore.Contains(property.Name)
let selfValue = property.GetValue(self, null)
let toValue = property.GetValue(to, null)
where !Equals(selfValue, toValue)
select property;
return !unequalProperties.Any();
}
<System.Runtime.CompilerServices.Extension()>
Public Function PublicInstancePropertiesEqual(Of T As Class)(self As T, [to] As T, ParamArray ignore As String()) As Boolean
If self Is Nothing OrElse [to] Is Nothing Then
Return self Is [to]
End If
' Selects the properties which have unequal values into a sequence of those properties.
Dim unequalProperties = From [property] In GetType(T).GetProperties(BindingFlags.Public Or BindingFlags.Instance)
Where Not ignore.Contains([property].Name)
Let selfValue = [property].GetValue(self, Nothing)
Let toValue = [property].GetValue([to], Nothing)
Where Not Equals(selfValue, toValue) Select [property]
Return Not unequalProperties.Any()
End Function
PLINQ
PLINQ (Parallel LINQ) ist eine Engine für die parallele Ausführung für LINQ-Ausdrücke. Reguläre LINQ-Ausdrücke können also im Grunde ganz einfach über eine beliebige Anzahl von Threads parallelisiert werden. Dies erfolgt über einen Aufruf von AsParallel() vor dem Ausdruck.
Beachten Sie Folgendes:
public static string GetAllFacebookUserLikesMessage(IEnumerable<FacebookUser> facebookUsers)
{
var seed = default(UInt64);
Func<UInt64, UInt64, UInt64> threadAccumulator = (t1, t2) => t1 + t2;
Func<UInt64, UInt64, UInt64> threadResultAccumulator = (t1, t2) => t1 + t2;
Func<Uint64, string> resultSelector = total => $"Facebook has {total} likes!";
return facebookUsers.AsParallel()
.Aggregate(seed, threadAccumulator, threadResultAccumulator, resultSelector);
}
Public Shared GetAllFacebookUserLikesMessage(facebookUsers As IEnumerable(Of FacebookUser)) As String
{
Dim seed As UInt64 = 0
Dim threadAccumulator As Func(Of UInt64, UInt64, UInt64) = Function(t1, t2) t1 + t2
Dim threadResultAccumulator As Func(Of UInt64, UInt64, UInt64) = Function(t1, t2) t1 + t2
Dim resultSelector As Func(Of Uint64, string) = Function(total) $"Facebook has {total} likes!"
Return facebookUsers.AsParallel().
Aggregate(seed, threadAccumulator, threadResultAccumulator, resultSelector)
}
Dieser Code partitioniert bei Bedarf facebookUsers über Systemthreads, summiert die Gesamtanzahl der „Likes“ parallel für jeden Thread, summiert die von allen Threads berechneten Ergebnisse und bringt das Ergebnis in eine nützliche Zeichenfolge.
In Diagrammform:
Parallelisierbare CPU-gebundene Aufträge, die problemlos über LINQ ausgedrückt werden können (die also reine Funktionen ohne Nebeneffekte darstellen) sind gute Kandidaten für PLINQ. Für Aufträge, die einen Nebeneffekt haben, sollten Sie die Task Parallel Library verwenden.
Weitere Ressourcen
- 101 LINQ-Beispiele
- Linqpad, eine Umgebung und eine Datenbankabfrage-Engine für C#/F#/Visual Basic
- EduLinq, ein E-Book, in dem die Implementierung von LINQ to Objects erläutert wird