C# 6.0本质论（支持标准查询操作符的集合接口）_c# keyselector 集合

十四、支持标准查询操作符的集合接口

14.1 匿名类型与隐式变量

• 隐式局部变量 var
  • 只能用于局部变量
  • 不可以作为方法的参数类型
• 匿名类型
  • 由编译器声明的类型
    • new { key1=value1, key2=value2 }
    • 不是没有类型，而是编译器根据具体的值自动生成类型class
  • 不可变性
    • 一旦实例化，属性或字段都不可变
  • 类型兼容
    • 属性名称、数据类型和属性顺序都必须完全匹配
    • 相同属性，属性顺序不同也会生成不同的匿名类
    • 类型兼容的，使用相同的类进行实例化
  • ToString()等方法被重写
    • 按{ key1=value1, key2=value2 }的形式输出

14.2 集合初始化器

14.2.1 集合初始化器

• 类似数组声明，在构造函数调用的后面添加大括号
  • 由编译器调用集合的Add()方法
  • 条件
    • 只要集合中定义了Add()方法
      • 例如，实现ICollection<T>接口
      • 或者在实现IEnumerable<T>接口的类型的基础上有Add()方法

14.2.2 字典类型的初始化

• C#6.0
  • new Directory<key,value> { [key1]=value1, [key2]=value2 }
• C#6.0之前
  • new Directory<key,value> { {key1，value1}, {key2，value2} }

14.2.3 初始化匿名类型数组

var A = new[]
{
	new
	{ 
		key1=value1,
		key2=value2
	}, 
	new
	{
		key1=value1,
		key2=value2
	}
}
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14.3 集合接口IEnumerable<T>

14.3.1 数组的foreach

• 在CIL中也是通过for实现的
• 需要知道数组的长度以及索引操作符的支持，即length-index模式

14.3.2 集合遍历

• 迭代器模式
  • 确定第一个元素、下一个元素和最后一个元素
  • 不需要事先知道元素总数，也不需要按照索引获取元素
• IEnumerator、IEnumerator<T>
  • MoveNext()
  • Current：只读属性
  • 问题
    • 交错：foreach嵌套和多线程循环
    • 错误处理：循环中出现异常
• IEnumerable、IEnumerable<T>
  • GetEnumerator()
    • 返回一个实现了IEnumerator接口的类实例，一般是集合的内部嵌套类
    • 每个实例维护循环遍历的状态
  • IEnumerator<T>派生于IDisposable，需要实现Dispose()方法释放保存的状态
• Duck Typing
  • If it walks like a duck and quacks like a duck, it must be a duck
  • 集合不一定要实现IEnumerable接口，只需该集合具备GetEnumerator()方法，并返回带有MoveNext()和Current类型的对象就行
• 集合遍历是不能对集合进行增、删、改操作

14.4 标准查询操作符

• Linq
  • Language Integrated Query

14.4.1 System.Linq.Enumerable类

• 为IEnumerable<T> 接口拓展了很多方法
• 每个方法都是标准查询操作符，用于从集合中筛选数据

14.4.2 AsParallel()

• System.Linq.ParallelEnumerable拓展方法
• 集合遍历与执行表达式操作并行运行

14.4.3 Count()

• Count()
  • 可以接收Func<T, bool>作为参数，对满足条件的元素计数
  • 会遍历集合，尽量避免
  • 判断集合是否有元素应使用Any()
• 集合的Count属性
  • 如果集合实现了ICollection<T>接口，优先使用Count属性，会调用内建的Count机制

14.4.4 推迟执行

• 将Lambda表达式赋值时，Lambda表达式不会立即执行
• 只有在遍历集合时Lambda表达式才被执行

14.4.5 ToXXX()

• 会遍历集合，并会返回一个新的结果缓存在内存中
• 利用缓存对象进行操作可以不涉及查询表达式

14.4.6 OrderBy()、ThenBy()

• OrderBy()
  • 返回IOrderedEnumerable<T>接口，该接口派生于IEnumerable<T>
• ThenBy()
  • 额外排序条件
  • System.Linq.Extensions.Enumerable中拓展IOrderedEnumerable<T>接口的
  • 执行后续的排序操作时会重复调用之前的keySelector Lambda表达式
• OrderByDescending()、ThenByDescending()

14.4.7 Join()

• 将两个集合进行内联，例如，A.Join( B, keyA, keyB, ( A, B ) => new { result } )
• 匿名类型用于生成返回结果

14.4.8 GroupBy()

• 对一个集合进行分组，结果数等于组数，例如，A.GroupBy( keySelector )
• 返回 IGrouping<TKey,TElement> 类型的集合
  • 每个 IGrouping<TKey,TElement> 是根据keySelector得到的一个分组集合
  • IGrouping<TKey,TElement> 派生于IEnumerable<T>
    • 该接口有一个属性指定了分组依据的键
  • 可以通过 foreach ( TElement in IGrouping) 遍历element
  • 一个IGrouping是一个组，该组有一个键，多个element

14.4.9 GroupJoin()

• 分组联接
  • 先分组，再根据组的键值进行联接
  • 一对多
    • Lambda表达式对应的委托类型是Func<T, IEnumerable<T>, TResult>
    • 联接不匹配时返回空集合，相当于左外联接

var items = departments.GroupJoin(
	employees,
	department=>department.Id,
	employee=>employee.DepartmentId,
	(department, departmentEmployees)=>new
	{
		department.Id,
		department.Name,
		Employees=departmentEmployees
	});
foreach(var item in items)
{
	Console.WriteLine(item.Name);
	foreach(Emplyee employee in item.Employees)
	{
		Console.WriteLine(employee);
	}
}
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14.4.10 SelectMany()

• 接收参数
  • Func<TSource, IEnumerable<TResult>>
    • 用于将集合中的集合汇总到一个集合
    • 例如，teams数组中，每一个team都有一个包含球员的数组，SelectMany()返回所有球队的球员集合

14.4.11 DefaultIfEmpty()

• 集合查询结果若为空，则返回该类型的默认值
• 括号中也可指定其默认值

14.4.12 其他API方法

14.4.13 IQuerable<T>

• 派生自IEnumerable<T>接口，但不继承其拓展方法
• System.Linq.Queable类为IQuerable<T>接口拓展了类似方法
• 通过IQuerable<T>接口可以实现自定义的LINQ Provider，为将Lambda表达式转换为其他语言如SQL提供一种解释机制