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데이터 쿼리를 위한 C# LINQ 쿼리 작성

LINQ(Language Integrated Query) 소개 설명서에 있는 대부분의 쿼리는 LINQ 선언적 쿼리 구문을 사용하여 작성되었습니다. 그러나 쿼리 구문은 코드를 컴파일할 때 .NET CLR(공용 언어 런타임)에 대한 메서드 호출로 변환해야 합니다. 이러한 메서드 호출은 Where, Select, GroupBy, Join, Max, Average 등과 같은 표준 쿼리 연산자를 호출합니다. 사용자는 쿼리 구문 대신 메서드 구문을 사용하여 연산자를 직접 호출할 수 있습니다.

쿼리 구문과 메서드 구문은 의미 체계적으로 동일하지만 쿼리 구문이 종종 더 간단하고 읽기 쉽습니다. 일부 쿼리는 메서드 호출로 표현해야 합니다. 예를 들어, 지정된 조건과 일치하는 요소 수를 검색하는 쿼리를 표현하려면 메서드 호출을 사용해야 합니다. 또한 소스 시퀀스에서 최대값을 갖는 요소를 검색하는 쿼리에 대해서도 메서드 호출을 사용해야 합니다. System.Linq 네임스페이스의 표준 쿼리 연산자에 대한 참조 문서는 일반적으로 메서드 구문을 사용합니다. 쿼리 및 쿼리 식 자체에서 메서드 구문을 사용하는 방법을 숙지해야 합니다.

표준 쿼리 연산자 확장 메서드

다음 예제는 간단한 쿼리 식메서드 기반 쿼리로서 작성된, 의미상 동등한 쿼리를 보여 줍니다.

int[] numbers = [ 5, 10, 8, 3, 6, 12 ];

//Query syntax:
IEnumerable<int> numQuery1 =
    from num in numbers
    where num % 2 == 0
    orderby num
    select num;

//Method syntax:
IEnumerable<int> numQuery2 = numbers.Where(num => num % 2 == 0).OrderBy(n => n);

foreach (int i in numQuery1)
{
    Console.Write(i + " ");
}
Console.WriteLine(System.Environment.NewLine);
foreach (int i in numQuery2)
{
    Console.Write(i + " ");
}

두 예제에서 출력은 동일합니다. 쿼리 변수의 형식이 두 양식에서 모두 동일한 것을 알 수 있습니다(IEnumerable<T>).

메서드 기반 쿼리를 이해할 수 있도록 더 자세히 살펴보겠습니다. 식의 오른쪽에서 이제 where 절이 IEnumerable<int> 형식인 numbers 개체의 인스턴스 메서드로 표현됩니다. 제네릭 IEnumerable<T> 인터페이스에 익숙한 경우 Where 메서드가 없다는 것을 알 것입니다. 그러나 Visual Studio IDE에서 IntelliSense 완성 목록을 호출하는 경우 Where 메서드뿐만 아니라 Select, SelectMany, JoinOrderby와 같은 다른 많은 메서드가 표시됩니다. 이러한 메서드는 표준 쿼리 연산자를 구현합니다.

Intellisense에서 모든 표준 쿼리 연산자를 보여주는 스크린샷

IEnumerable<T>에 더 많은 메서드가 포함된 것처럼 보이지만 그렇지 않습니다. 표준 쿼리 연산자는 확장 메서드로 구현됩니다. 확장 메서드는 기존 형식을 "확장"하며, 마치 형식에 대한 인스턴스 메서드인 것처럼 호출할 수 있습니다. 표준 쿼리 연산자는 IEnumerable<T>을 확장하므로 numbers.Where(...)를 작성할 수 있습니다.

확장 메서드를 사용하려면 using 지시문을 사용하여 범위로 가져옵니다. 애플리케이션의 관점에서는 일반 인스턴스 메서드와 확장 메서드가 동일합니다.

확장 메서드에 대한 자세한 내용은 확장 메서드를 참조하세요. 표준 쿼리 연산자에 대한 자세한 내용은 표준 쿼리 연산자 개요(C#)를 참조하세요. Entity Framework 및 LINQ to XML과 같은 일부 LINQ 공급자는 IEnumerable<T> 이외의 다른 형식에 대해 고유한 표준 쿼리 연산자 및 확장 메서드를 구현합니다.

람다 식

이전 예제에서는 조건식(num % 2 == 0)이 Enumerable.Where 메서드에 인라인 인수로 전달됩니다. Where(num => num % 2 == 0). 이 인라인 식은 람다 식입니다. 그렇지 않으면 더 번거로운 형식으로 작성해야 하는 코드를 작성하는 편리한 방법입니다. 연산자 왼쪽의 num(은)는 쿼리 식의 num에 해당하는 입력 변수입니다. 컴파일러는 numbers가 제네릭 IEnumerable<T> 형식이라는 것을 알고 있으므로 num의 형식을 유추할 수 있습니다. 람다의 본문은 쿼리 구문 또는 다른 C# 식 또는 문의 식과 동일합니다. 메서드 호출 및 기타 복잡한 논리를 포함할 수 있습니다. 반환 값은 식 결과일 뿐입니다. 특정 쿼리는 메서드 구문으로만 표현할 수 있으며 그 중 일부는 람다 식이 필요합니다. 람다 식은 LINQ 도구 상자에서 강력하고 유연한 도구입니다.

쿼리 작성 가능성

이전 코드 예제에서 Enumerable.OrderBy 메서드는 Where 호출 시 점 연산자를 사용하여 호출됩니다. Where(은)는 필터링된 시퀀스를 생성한 다음 Where에서 생성되는 시퀀스를 Orderby 정렬합니다. 쿼리는 IEnumerable을 반환하기 때문에, 사용자는 메서드 호출을 함께 연결하여 메서드 구문에서 쿼리를 작성합니다. 컴파일러는 쿼리 구문을 사용하여 쿼리를 작성할 때 이 컴퍼지션을 수행합니다. 쿼리 변수는 쿼리 결과를 저장하지 않으므로 쿼리를 실행한 후에도 언제든지 쿼리를 수정하거나 새 쿼리의 기준으로 사용할 수 있습니다.

다음 예제에서는 앞서 나열한 각 방법을 사용하여 몇몇 간단한 LINQ 쿼리를 보여 줍니다.

참고 항목

이러한 쿼리는 간단한 메모리 내 컬렉션에서 작동합니다. 그러나 기본 구문은 LINQ to Entities 및 LINQ to XML에서 사용되는 구문과 동일합니다.

예제 - 쿼리 구문

쿼리 구문을 사용하여 대부분의 쿼리를 작성하여 쿼리 식을 만듭니다. 다음 예제는 세 개의 쿼리 식을 보여 줍니다. 첫 번째 쿼리 식은 where 절과 함께 조건을 적용하여 결과를 필터링 또는 제한하는 방법을 보여 줍니다. 이 식은 값이 7보다 크거나 3보다 작은 소스 시퀀스의 모든 요소를 반환합니다. 두 번째 식은 반환된 결과를 정렬하는 방법을 보여 줍니다. 세 번째 식은 키에 따라 결과를 그룹화하는 방법을 보여 줍니다. 이 쿼리는 단어의 첫 글자를 기반으로 두 그룹을 반환합니다.

List<int> numbers = [5, 4, 1, 3, 9, 8, 6, 7, 2, 0];

// The query variables can also be implicitly typed by using var

// Query #1.
IEnumerable<int> filteringQuery =
    from num in numbers
    where num is < 3 or > 7
    select num;

// Query #2.
IEnumerable<int> orderingQuery =
    from num in numbers
    where num is < 3 or > 7
    orderby num ascending
    select num;

// Query #3.
string[] groupingQuery = ["carrots", "cabbage", "broccoli", "beans", "barley"];
IEnumerable<IGrouping<char, string>> queryFoodGroups =
    from item in groupingQuery
    group item by item[0];

쿼리의 형식은 IEnumerable<T>입니다. 다음 예제와 같이 이러한 모든 쿼리는 var을 사용해 작성할 수 있습니다.

var query = from num in numbers...

이전의 각 예제에서는 foreach 문 또는 기타 문의 쿼리 변수를 반복할 때까지 쿼리가 실제로 실행되지 않습니다.

예제 - 메서드 구문

일부 쿼리 작업은 메서드 호출로 표현해야 합니다. 이러한 가장 일반적인 메서드는 Sum, Max, Min, Average 등과 같은 싱글톤 숫자 값을 반환하는 메서드입니다. 이러한 메서드는 단일 값을 반환하고 추가 쿼리 작업의 원본으로 사용할 수 없으므로 항상 모든 쿼리에서 마지막으로 호출되어야 합니다. 다음 예제는 쿼리 식에서의 메서드 호출을 보여 줍니다.

List<int> numbers1 = [5, 4, 1, 3, 9, 8, 6, 7, 2, 0];
List<int> numbers2 = [15, 14, 11, 13, 19, 18, 16, 17, 12, 10];

// Query #4.
double average = numbers1.Average();

// Query #5.
IEnumerable<int> concatenationQuery = numbers1.Concat(numbers2);

메서드에 System.Action 또는 System.Func<TResult> 매개 변수가 있는 경우 다음 예제와 같이 이러한 인수는 람다 식형식으로 제공됩니다.

// Query #6.
IEnumerable<int> largeNumbersQuery = numbers2.Where(c => c > 15);

이전 쿼리에서는 제네릭 IEnumerable<T> 컬렉션이 아닌 단일 값을 반환하기 때문에 쿼리 #4만 즉시 실행됩니다. 메서드 자체는 해당 값을 계산하기 위해 foreach 또는 유사한 코드를 사용합니다.

이전 쿼리 각각은 다음 예제와 같이 'var''(으)로 암시적 입력을 사용하여 작성할 수 있습니다.

// var is used for convenience in these queries
double average = numbers1.Average();
var concatenationQuery = numbers1.Concat(numbers2);
var largeNumbersQuery = numbers2.Where(c => c > 15);

예제 - 혼합된 쿼리 및 메서드 구문

이 예제는 쿼리 절의 결과에서 메서드 구문을 사용하는 방법을 보여 줍니다. 쿼리 식을 괄호로 묶은 다음 점 연산자를 적용하고 메서드를 호출하면 됩니다. 다음 예제에서 쿼리 #7은 값이 3과 7 사이인 숫자의 수를 반환합니다. 그러나 일반적으로 두 번째 변수를 사용하여 메서드 호출의 결과를 저장하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 쿼리가 쿼리의 결과와 혼동될 가능성이 줄어듭니다.

// Query #7.

// Using a query expression with method syntax
var numCount1 = (
    from num in numbers1
    where num is > 3 and < 7
    select num
).Count();

// Better: Create a new variable to store
// the method call result
IEnumerable<int> numbersQuery =
    from num in numbers1
    where num is > 3 and < 7
    select num;

var numCount2 = numbersQuery.Count();

쿼리 #7은 컬렉션이 아닌 단일 값을 반환하므로 쿼리가 즉시 실행됩니다.

이전 쿼리는 다음과 같이 var과 함께 암시적 형식을 사용하여 작성할 수 있습니다.

var numCount = (from num in numbers...

다음과 같이 메서드 구문에서 작성할 수 있습니다.

var numCount = numbers.Count(n => n is > 3 and < 7);

다음과 같이 명시적 형식을 사용하여 작성할 수 있습니다.

int numCount = numbers.Count(n => n is > 3 and < 7);

런타임에 동적으로 조건자 필터 지정

경우에 따라 where 절의 소스 요소에 적용해야 하는 조건자 수를 런타임할 때까지 알 수 없습니다. 다음 예제와 같이 여러 조건자 필터를 동적으로 지정하는 한 가지 방법은 Contains 메서드를 사용하는 것입니다. 쿼리는 쿼리가 실행될 때 id 값을 기반으로 다른 결과를 반환합니다.

int[] ids = [111, 114, 112];

var queryNames =
    from student in students
    where ids.Contains(student.ID)
    select new
    {
        student.LastName,
        student.ID
    };

foreach (var name in queryNames)
{
    Console.WriteLine($"{name.LastName}: {name.ID}");
}

/* Output:
    Garcia: 114
    O'Donnell: 112
    Omelchenko: 111
 */

// Change the ids.
ids = [122, 117, 120, 115];

// The query will now return different results
foreach (var name in queryNames)
{
    Console.WriteLine($"{name.LastName}: {name.ID}");
}

/* Output:
    Adams: 120
    Feng: 117
    Garcia: 115
    Tucker: 122
 */

if... else 또는 switch와 같은 제어 흐름 문을 사용하여 미리 결정된 대체 쿼리 중에서 선택할 수 있습니다. 다음 예에서 oddYear의 런타임 값이 true 또는 false인 경우 studentQuery는 다른 where 절을 사용합니다.

void FilterByYearType(bool oddYear)
{
    IEnumerable<Student> studentQuery = oddYear
        ? (from student in students
           where student.Year is GradeLevel.FirstYear or GradeLevel.ThirdYear
           select student)
        : (from student in students
           where student.Year is GradeLevel.SecondYear or GradeLevel.FourthYear
           select student);
    var descr = oddYear ? "odd" : "even";
    Console.WriteLine($"The following students are at an {descr} year level:");
    foreach (Student name in studentQuery)
    {
        Console.WriteLine($"{name.LastName}: {name.ID}");
    }
}

FilterByYearType(true);

/* Output:
    The following students are at an odd year level:
    Fakhouri: 116
    Feng: 117
    Garcia: 115
    Mortensen: 113
    Tucker: 119
    Tucker: 122
 */

FilterByYearType(false);

/* Output:
    The following students are at an even year level:
    Adams: 120
    Garcia: 114
    Garcia: 118
    O'Donnell: 112
    Omelchenko: 111
    Zabokritski: 121
 */

쿼리 식의 Null 값 처리

이 예제에서는 소스 컬렉션에서 가능한 null 값을 처리하는 방법을 보여 줍니다. IEnumerable<T> 등의 개체 컬렉션에는 값이 null인 요소가 포함될 수 있습니다. 소스 컬렉션이 null이거나 값이 null인 요소를 포함하고 사용 중인 쿼리가 null 값을 처리하지 않는 경우 쿼리를 실행하면 NullReferenceException이 throw됩니다.

다음 예제와 같이 null 참조 예외를 피하도록 방어적으로 코딩할 수 있습니다.

var query1 =
    from c in categories
    where c != null
    join p in products on c.ID equals p?.CategoryID
    select new
    {
        Category = c.Name,
        Name = p.Name
    };

이전 예제에서 where 절은 범주 시퀀스에서 모든 null 요소를 필터링합니다. 이 방법은 join 절의 null 확인과 관계가 없습니다. Products.CategoryIDNullable<int>의 축약형인 int? 형식이므로 이 예제에서는 null이 있는 조건식이 적용됩니다.

join 절에서 비교 키 중 하나만 null 허용 값 형식인 경우에는 쿼리 식에서 다른 키를 null 허용 형식으로 캐스팅할 수 있습니다. 다음 예제에서는 EmployeeIDint? 형식의 값이 포함된 열이라고 가정합니다.

var query =
    from o in db.Orders
    join e in db.Employees
        on o.EmployeeID equals (int?)e.EmployeeID
    select new { o.OrderID, e.FirstName };

각 예제에서 equals 쿼리 키워드를 사용합니다. is nullis not null에 대한 패턴을 포함하는 패턴 일치를 사용할 수도 있습니다. 쿼리 공급자가 새 C# 구문을 올바르게 해석하지 못할 수 있으므로 LINQ 쿼리에서는 이러한 패턴을 사용하지 않는 것이 좋습니다. 쿼리 공급자는 C# 쿼리 식을 Entity Framework Core와 같은 네이티브 데이터 형식으로 변환하는 라이브러리입니다. 쿼리 공급자는 System.Linq.IQueryProvider 인터페이스를 구현하여 System.Linq.IQueryable<T> 인터페이스를 구현하는 데이터 소스를 만듭니다.

쿼리 식의 예외 처리

쿼리 식의 컨텍스트에서 모든 메서드를 호출할 수 있습니다. 데이터 원본의 콘텐츠를 수정하거나 예외를 throw하는 등의 부작용을 일으킬 수 있는 쿼리 식의 메서드를 호출하지 마세요. 이 예제에서는 예외 처리에 대한 일반적인 .NET 지침을 위반하지 않고 쿼리 식에서 메서드를 호출할 때 예외 발생을 방지하는 방법을 보여 줍니다. 해당 지침에 의하면 특정 컨텍스트에서 예외가 throw된 이유를 이해할 경우 이 예외를 catch할 수 있습니다. 자세한 내용은 최선의 예외 구현 방법을 참조하세요.

마지막 예제에서는 쿼리 실행 중에 예외를 throw해야 할 경우 사례를 처리하는 방법을 보여 줍니다.

다음 예제에서는 예외 처리 코드를 쿼리 식 외부로 이동하는 방법을 보여 줍니다. 이 리팩터링은 메서드가 쿼리에 대한 로컬 변수에 의존하지 않는 경우에만 가능합니다. 쿼리 식 외부에서 예외를 처리하는 것이 더 쉽습니다.

// A data source that is very likely to throw an exception!
IEnumerable<int> GetData() => throw new InvalidOperationException();

// DO THIS with a datasource that might
// throw an exception.
IEnumerable<int>? dataSource = null;
try
{
    dataSource = GetData();
}
catch (InvalidOperationException)
{
    Console.WriteLine("Invalid operation");
}

if (dataSource is not null)
{
    // If we get here, it is safe to proceed.
    var query =
        from i in dataSource
        select i * i;

    foreach (var i in query)
    {
        Console.WriteLine(i.ToString());
    }
}

이전 예의 catch (InvalidOperationException) 블록에서 애플리케이션에 적절한 방식으로 예외를 처리합니다(또는 처리하지 않습니다).

몇몇 경우에는 쿼리 내에서 throw된 예외에 대한 가장 좋은 응답은 쿼리 실행을 즉시 중지하는 것입니다. 다음 예제에서는 쿼리 본문 내부에서 throw된 예외를 처리하는 방법을 보여 줍니다. SomeMethodThatMightThrow가 잠재적으로 쿼리 실행을 중지해야 하는 예외를 일으킬 수 있다고 가정합니다.

try 블록은 쿼리 자체가 아닌 foreach 루프를 묶습니다. foreach 루프는 쿼리가 실행되는 지점입니다. 쿼리가 실행될 때 런타임 예외가 throw됩니다. 따라서 foreach 루프에서 처리되어야 합니다.

// Not very useful as a general purpose method.
string SomeMethodThatMightThrow(string s) =>
    s[4] == 'C' ?
        throw new InvalidOperationException() :
        @"C:\newFolder\" + s;

// Data source.
string[] files = ["fileA.txt", "fileB.txt", "fileC.txt"];

// Demonstration query that throws.
var exceptionDemoQuery =
    from file in files
    let n = SomeMethodThatMightThrow(file)
    select n;

try
{
    foreach (var item in exceptionDemoQuery)
    {
        Console.WriteLine($"Processing {item}");
    }
}
catch (InvalidOperationException e)
{
    Console.WriteLine(e.Message);
}

/* Output:
    Processing C:\newFolder\fileA.txt
    Processing C:\newFolder\fileB.txt
    Operation is not valid due to the current state of the object.
 */

발생할 것으로 예상되는 모든 예외를 catch하거나 finally 블록에서 필요한 정리를 수행하는 것을 기억합니다.

참고 항목