C#에서 LINQ 쿼리 작성하기

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 의미상 동일하지만, 쿼리 구문이 더 간단하고 읽기 쉽다고 생각하는 사람이 많습니다. 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. 따라서 LINQ 쿼리를 작성하기 시작한 경우에도 쿼리 및 쿼리 식 자체에서 메서드 구문을 사용하는 방법을 잘 알고 있으면 유용합니다.

표준 쿼리 연산자 확장 메서드

다음 예제는 간단한 쿼리 식 및 메서드 기반 쿼리로서 작성된, 의미상 동등한 쿼리를 보여 줍니다.

class QueryVMethodSyntax
{
    static void Main()
    {
        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 + " ");
        }

        // Keep the console open in debug mode.
        Console.WriteLine(System.Environment.NewLine);
        Console.WriteLine("Press any key to exit");
        Console.ReadKey();
    }
}
/*
    Output:
    6 8 10 12
    6 8 10 12
 */

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 where 절이 이제 numbers 개체의 인스턴스 메서드로 표현된 것을 알 수 있습니다. 이 개체를 다시 호출하면 IEnumerable<int> 형식을 갖게 됩니다. 제네릭 IEnumerable<T> 인터페이스에 대해 잘 알고 있다면 여기에 Where 메서드가 없다는 사실을 알 것입니다. 그러나 Visual Studio IDE에서 IntelliSense 완성 목록을 호출하면 Where 메서드뿐 아니라 Select, SelectMany, Join, Orderby 등의 다른 많은 메서드도 볼 수 있습니다. 이들은 모두 표준 쿼리 연산자입니다.

IEnumerable<T>이 이러한 추가 메서드를 포함하도록 다시 정의된 것처럼 보이지만 실제로는 그렇지 않습니다. 표준 쿼리 연산자는 확장 메서드라는 새로운 종류의 메서드로서 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.

LINQ를 사용하기 시작할 때 확장 메서드에 대해 알아야 할 것은, 정확한 using 지시문을 사용하여 이를 애플리케이션의 범위로 가져오는 방법입니다. 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. LINQ to SQL 및 LINQ to XML 같은 일부 LINQ 공급자는 자체 표준 쿼리 연산자 및 다른 형식에 대한 추가 확장 메서드를 구현합니다IEnumerable<T>.

람다 식

앞의 예제에서 조건식(num % 2 == 0)은 Where 메서드(Where(num => num % 2 == 0).)에 인라인 인수로 전달됩니다. 이 인라인 식을 람다 식이라고 합니다. 이 방법을 사용하면 무명 메서드나 제네릭 대리자 또는 식 트리로서 좀 더 복잡한 형식으로 작성해야 하는 코드를 편리하게 작성할 수 있습니다. C#에서 =>는 "goes to"로 읽는 람다 연산자입니다. 연산자 왼쪽의 num은 쿼리 식의 num에 해당하는 입력 변수입니다. 컴파일러는 numbers가 제네릭 IEnumerable<T> 형식이라는 것을 알고 있으므로 num의 형식을 유추할 수 있습니다. 람다의 본문은 쿼리 구문의 식 또는 다른 C# 식이나 문의 식과 동일하며, 메서드 호출 및 기타 복잡한 논리를 포함할 수 있습니다. "반환 값"은 식 결과입니다.

LINQ 사용을 시작하기 위해 람다를 광범위하게 사용할 필요는 없습니다. 그러나 특정 쿼리는 메서드 구문으로만 표현할 수 있으며 그중 일부는 람다 식이 필요합니다. 람다에 익숙해지면 LINQ 도구 상자에서 람다가 강력하고 유연한 도구임을 알게 될 것입니다. 자세한 내용은 람다 식을 참조하세요.

쿼리 작성 가능성

이전 코드 예제에서는 Where 호출 시 점 연산자를 사용하여 OrderBy 메서드를 호출합니다. Where가 필터링된 시퀀스를 생성하면 Orderby는 이를 정렬하여 해당 시퀀스에서 작동합니다. 쿼리는 IEnumerable을 반환하기 때문에, 사용자는 메서드 호출을 함께 연결하여 메서드 구문에서 쿼리를 작성합니다. 사용자가 쿼리 구문을 사용하여 쿼리를 작성할 때 백그라운드에서는 컴파일러가 이 작업을 수행합니다. 쿼리 변수는 쿼리 결과를 저장하지 않기 때문에 언제든지 수정할 수 있으며, 실행한 후에도 언제든지 새 쿼리의 기반으로 사용할 수 있습니다.

다음 예제에서는 앞서 나열한 각 방법을 사용하여 몇몇 간단한 LINQ 쿼리를 보여 줍니다. 일반적인 규칙은 가능한 경우 항상 (1)을 사용하고, 필요할 때마다 (2) 및 (3)을 사용하는 것입니다.

참고

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

예제 - 쿼리 구문

대부분의 쿼리를 작성하는 권장 방법은 쿼리 구문을 사용하여 쿼리 식을 만드는 것입니다. 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 = new() { 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 < 3 || num > 7
    select num;

// Query #2.
IEnumerable<int> orderingQuery =
    from num in numbers
    where num < 3 || num > 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 다른 문에서 쿼리 변수를 반복할 때까지 실제로 쿼리가 실행되지 않습니다. 자세한 내용은 LINQ 쿼리 소개를 참조하세요.

예제 - 메서드 구문

일부 쿼리 작업은 메서드 호출로 표현해야 합니다. 가장 일반적인 메서드는 singleton 숫자 값을 반환하는 Sum, Max, Min, Average 등입니다. 이러한 메서드는 단일 값만 나타내며 추가 쿼리 작업의 소스로 사용할 수 없기 때문에 항상 모든 쿼리에서 마지막에 호출해야 합니다. 다음 예제는 쿼리 식에서의 메서드 호출을 보여 줍니다.

List<int> numbers1 = new() { 5, 4, 1, 3, 9, 8, 6, 7, 2, 0 };
List<int> numbers2 = new() { 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 Action 또는 Func 매개 변수가 있는 경우 다음 예제와 같이 lambda 식의 형식으로 제공됩니다.

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

이전 쿼리에서 쿼리 #4만 즉시 실행됩니다. 그 이유는 해당 쿼리가 제네릭 IEnumerable<T> 컬렉션이 아니라 단일 값을 반환하기 때문입니다. 메서드 자체는 값을 계산하기 위해 foreach를 사용해야 합니다.

다음 예제와 같이 var과 함께 암시적 형식을 사용하여 각각의 이전 쿼리를 작성할 수 있습니다.

// var is used for convenience in these queries
var 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
int numCount1 = (
    from num in numbers1
    where num < 3 || num > 7
    select num
).Count();

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

int 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.Where(n => n < 3 || n > 7).Count();

다음과 같이 명시적 형식을 사용하여 작성할 수 있습니다.

int numCount = numbers.Where(n => n < 3 || n > 7).Count();

추가 정보

• 연습: C#에서 쿼리 작성
• LINQ(Language-Integrated Query)
• where 절