[深入学习C#]LINQ查询表达式详解(2)——查询表达式的转换

转载自诗人江湖老,原文地址

　　C#在执行LINQ查询表达式的时候，并不会指定其执行语义，而是将查询表达式转换为遵循查询表达式模式的方法的调用。具体而言，查询表达式将转换为以下名称的调用：Where、Select、SelectMany、Join、GroupJoin、OrderBy、OrderByDescending、ThenBy、ThenByDescending、GroupBy、Cast等等。
　　如同在前文中提到的用扩展方法和Lambda表达式简化LINQ查询表达式一般，这也是对查询表达式的一种转换。简化后的方法其实就是LINQ查询的实际执行。
　　本文中用来示例的代码，参数设定都沿用上一篇文章的设定。

转换规则简述

　　从查询表达式到方法调用的转换是一种句法映射，在执行任何类型绑定或重载决策之前发生。该转换可以保证在句法上正确，但不能保证生成语法正确的 C# 代码。转换查询表达式后，以常规方法调用的方式处理生成的方法调用，而这进而可能暴露错误，例如在方法不存在、参数类型错误或方法为泛型方法且类型推断失败这些情况下。
　　不允许对查询表达式中的范围变量进行赋值。但允许 C# 实现在某些时候以不实施此限制，因为对于此处介绍的句法转换方案，有些时候可能根本无法实施此限制。
　　某些转换使用由 * 指示的透明标识符注入范围变量。

转换规则讲解

带继续符的select和groupby子句的查询表达式的转换

　　继续符是指 into 操作符，带有继续符的查询表达式类似如下：
　　 from ···into x ···
　　 转换为
　　 from x in (from ···) ···
　　 示例：

from c in customers
    group c by c.Country into g
select new { Country=c.Country , Customer = g.Count()}

　　 转换为

from g in
    from c in customers
    group c by c.Country
select new { Country = g.Key, CustCount = g.Count() }

　　 最终转换为　

customers.
GroupBy(c => c.Country).
Select(g => new { Country = g.Key, CustCount = g.Count() })

含有显式范围变量类型的查询表达式的转换

　　 显式指定范围变量类型的 from 子句
　　 from T x in e
　　 转换为
　　 from x in （e）.Cast<T>()

　　 显式指定范围变量类型的 join 子句
　　 join T x in e on k1 equals k2
　　 转换为
　　 join x in （e）.Cast<T>()

　　 示例：　

from Customer in customers
where c.City == "London"
select c

　　 转换为

from c in customers.Cast<Customer>()
where c.City == "London"
select c

　　 最终转换为

customers.Cast<Customer>().Where(c=>c.City=="London")>

　　 显式范围变量类型对于查询实现非泛型 IEnumerable 接口的集合很有用，但对于实现泛型IEnumerable 接口的集合没什么用处。如果 customers 属于 ArrayList 类型，则在面的示例中即会如此。
　　

退化查询表达式的转换

　　 退化查询表达式，是指选择源元素本身的查询，如：

from c in customers
select c

　　确保查询表达式的结果永不为源对象本身非常重要，因为这样会向查询的客户端暴露源的类型和标识符。因此，在查询表达式为退化查询的时候，可通过在源上显式调用 Select 来保护直接以源代码形式写入的简并查询。然后，由 Select 实施者及其他查询操作员确保这些方法永远不会返回源对象本身。

　　退化查询表达式如下：
　　from x in e select x
　　转换为
　　（e）.Select(x=>x)
　　示例：

from c in customers
select c

　　转换为

customers.Select(c => c)

from、 let、 where、 join 和 orderby 子句的转换

转换规则

　　带有另一个 from 子句且后接一个 select 子句的查询表达式
　　from x1 in e1
　　from x2 in e2
　　select v
　　转换为
　　（e1）.SelectMany( x1 => e2 , ( x1 , x2 ) => v )

　　带有另一个 from 子句且后接一个 select 子句的查询表达式
　　from x1 in e1
　　from x2 in e2
　　···
　　转换为
　　from * in （e1）.SelectMany( x1 => e2 , ( x1 , x2 ) => new { x1 , x2 })

　　带有 let 子句的查询表达式
　　from x in e
　　let y=f
　　转换为
　　from * in （e）.Select( x => new { x , y = f })

　　带有 where 子句的查询表达式
　　from x in e
　　where f
　　···
　　转换为
　　from x in （e）.Where( x => f )

　　带有 join 子句（不含 into）且后接 select 子句的查询表达式
　　from x1 in e1
　　join x2 in e2 on k1 equals k2
　　select v
　　转换为
　　( e1 ) . Join( e2 , x1 => k1 , x2 => k2 , ( x1 , x2 ) => v )

　　带有 join 子句（不含 into）且后接除 select 子句之外的其他内容的查询表达式
　　from x1 in e1
　　join x2 in e2 on k1 equals k2
　　…
　　转换为
　　from * in ( e1 ) . Join(
　　e2 , x1 => k1 , x2 => k2 , ( x1 , x2 ) => new { x1 , x2 })
　　…

　　带有 join 子句（含 into）且后接 select 子句的查询表达式
　　from x1 in e1
　　join x2 in e2 on k1 equals k2 into g
　　select v
　　转换为
　　( e1 ) . GroupJoin( e2 , x1 => k1 , x2 => k2 , ( x1 , g ) => v )
　　
　　带有 join 子句（含 into）且后接除 select 子句之外的其他内容的查询表达式
　　from x1 in e1
　　join x2 in e2 on k1 equals k2 into g
　　…
　　转换为
　　from * in ( e1 ) . GroupJoin(
　　e2 , x1 => k1 , x2 => k2 , ( x1 , g ) => new { x1 , g })
　　…

　　带有 orderby 子句的查询表达式
　　from x in e
　　orderby k1 , k2 , … , kn
　　…
　　转换为
　　from x in ( e ) .
　　OrderBy ( x => k1 ) .
　　ThenBy ( x => k2 ).
　　… .
　　ThenBy ( x => kn )
　　…
　　如果排序子句指定 descending 方向指示器，则将改为生成对 OrderByDescending 或
ThenByDescending 的调用。

转换规则实例演示

　　我们假定，在下面的每个查询表达式中没有 let、 where、 join 或 orderby 子句，并且最多只有一个初始 from 子句。
　　
　　示例1：

　　from c in customers
　　from o in c.Orders
　　select new { c.Name, o.OrderID, o.Total }

　　转换为

customers.
SelectMany(c => c.Orders,(c,o) => new { c.Name, o.OrderID, o.Total })
  
  

   
   
1
   
   
2
  
  

　　
　　示例2：　　

from c in customers
from o in c.Orders
orderby o.Total descending
select new { c.Name, o.OrderID, o.Total }

　　转换为

from * in customers.SelectMany(c => c.Orders, (c,o) => new { c, o })
orderby o.Total descending
select new { c.Name, o.OrderID, o.Total }

　　最终转换为

customers.SelectMany(c => c.Orders, (c,o) => new { c, o }).OrderByDescending(x => x.o.Total).Select(x => new { x.c.Name, x.o.OrderID, x.o.Total })

　　其中 x 是编译器生成的以其他方式不可见且不可访问的标识符。

　　
　　示例3：

from o in orders
let t = o.Details.Sum(d => d.UnitPrice * d.Quantity)
where t >= 1000
select new { o.OrderID, Total = t }

　　转换为

from * in orders.
Select(o => new { o, t = o.Details.Sum(d => d.UnitPrice * d.Quantity) })
where t >= 1000
select new { o.OrderID, Total = t }

　　最终转换为

orders.Select(o => new { o, t = o.Details.Sum(d => d.UnitPrice * d.Quantity) }).Where(x => x.t >= 1000).Select(x => new { x.o.OrderID, Total = x.t })

　　其中 x 是编译器生成的以其他方式不可见且不可访问的标识符。

　　示例4：

from c in customers
join o in orders on c.CustomerID equals o.CustomerID
select new { c.Name, o.OrderDate, o.Total }

　　转换为

customers.Join(orders, c => c.CustomerID, o => o.CustomerID,(c, o) => new { c.Name, o.OrderDate, o.Total })

　　
　　示例5：

from c in customers
join o in orders on c.CustomerID equals o.CustomerID into co
let n = co.Count()
where n >= 10
select new { c.Name, OrderCount = n }

　　转换为

from * in customers.GroupJoin(orders, c => c.CustomerID, o => o.CustomerID,
(c, co) => new { c, co })
let n = co.Count()
where n >= 10
select new { c.Name, OrderCount = n }

　　最终转换为

customers.GroupJoin(orders, c => c.CustomerID, o => o.CustomerID,(c, co) => new { c, co }).Select(x => new { x, n = x.co.Count() }).Where(y => y.n >= 10).Select(y => new { y.x.c.Name, OrderCount = y.n)

　　其中 x 和 y 是编译器生成的以其他方式不可见且不可访问的标识符。
　　
　　示例6：

from o in orders
orderby o.Customer.Name, o.Total descending
select o

　　转换为

orders.OrderBy(o => o.Customer.Name).ThenByDescending(o => o.Total)

select 子句的转换

　　from x in e select v
　　转换为
　　( e ) . Select ( x => v )
　　当 v 为标识符 x 时，转换仅为
　　( e )
　　

Groupby 子句的转换

　　from x in e group v by k
　　转换为
　　( e ) . GroupBy ( x => k , x => v )
　　当 v 为标识符 x 时，转换为
　　( e ) . GroupBy ( x => k )