Язык программирования C#9 и платформа .NET5

Внутреннее представление операторов запросов LINQ

К настоящему моменту вы уже знакомы с процессом построения выражений запросов с применением разнообразных операций запросов C# (таких как from, in, where, orderby и select). Вдобавок вы узнали, что определенная функциональность API-интерфейса LINQ to Objects доступна только через вызов расширяющих методов класса Enumerable. В действительности при компиляции запросов LINQ компилятор C# транслирует все операции LINQ в вызовы методов класса Enumerable.

Огромное количество методов класса Enumerable прототипированы для приема делегатов в качестве аргументов. Многие методы требуют обобщенный делегат по имени Funс<>, который был описан во время рассмотрения обобщенных делегатов в главе 10. Взгляните на метод Where класса Enumerable, вызываемый автоматически в случае использования операции where:

  // Перегруженные версии метода Enumerable.Where<T>.
  // Обратите внимание, что второй параметр имеет тип System.Func<>.
 public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>(
  this IEnumerable<TSource> source,
  System.Func<TSource,int,bool> predicate)
 public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>(
  this IEnumerable<TSource> source,
  System.Func<TSource,bool> predicate)

Делегат Func<> представляет шаблон фиксированной функции с набором до 16 аргументов и возвращаемым значением. Если вы исследуете этот тип в браузере объектов Visual Studio, то заметите разнообразные формы делегата Func<>. Например:

  // Различные формы делегата Func<>.
 public delegate TResult Func<T1,T2,T3,T4,TResult>
  (T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4)
 public delegate TResult Func<T1,T2,T3,TResult>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3)
 public delegate TResult Func<T1,T2,TResult>(T1 arg1, T2 arg2)
 public delegate TResult Func<T1,TResult>(T1 arg1)
 public delegate TResult Func<TResult>

Учитывая, что многие члены класса System.Linq.Enumerable при вызове ожидают получить делегат, можно вручную создать новый тип делегата и написать для него необходимые целевые методы, применить анонимный метод C# или определить подходящее лямбда-выражение. Независимо от выбранного подхода конечный результат будет одним и тем же.

Хотя использование операций запросов LINQ является, несомненно, самым простым способом построения запросов LINQ, давайте взглянем на все возможные подходы, чтобы увидеть связь между операциями запросов C# и лежащим в основе типом Enumerable.

Построение выражений запросов с применением операций запросов

Для начала создадим новый проект консольного приложения по имени LinqUsingEnumerable. В классе Program будут определены статические вспомогательные методы (вызываемые внутри операторов верхнего уровня) для иллюстрации разнообразных подходов к построению выражений запросов LINQ.

Первый метод, QueryStringsWithOperators, предлагает наиболее прямолинейный способ создания выражений запросов и идентичен коду примера LinqOverArray, который приводился ранее в главе:

 using System.Linq;
 static void QueryStringWithOperators
 {
  Console.WriteLine("***** Using Query Operators *****");
  string[] currentVideoGames = {"Morrowind", "Uncharted 2",

"Fallout 3", "Daxter", "System Shock 2"};

  var subset = from game in currentVideoGames
  where game.Contains(" ") orderby game select game;

  foreach (string s in subset)
  {
  Console.WriteLine("Item: {0}", s);
  }
 }

Очевидное преимущество использования операций запросов C# при построении выражений запросов заключается в том, что делегаты Funс<> и вызовы методов Enumerable остаются вне поля зрения и внимания, т.к. выполнение необходимой трансляции возлагается на компилятор С#. Бесспорно, создание выражений LINQ с применением различных операций запросов (from, in, where или orderby) является наиболее распространенным и простым подходом.

Построение выражений запросов с использованием типа Enumerable и лямбда-выражений

Имейте в виду, что применяемые здесь операции запросов LINQ представляют собой сокращенные версии вызова расширяющих методов, определенных в типе Enumerable. Рассмотрим показанный ниже метод QueryStringsWithEnumerableAndLambdas, который обрабатывает локальный массив строк, но на этот раз в нем напрямую используются расширяющие методы Enumerable:

 static void QueryStringsWithEnumerableAndLambdas
 {
  Console.WriteLine("***** Using Enumerable / Lambda Expressions *****");

  string[] currentVideoGames = {"Morrowind", "Uncharted 2",

"Fallout 3", "Daxter", "System Shock 2"};

  // Построить выражение запроса с использованием расширяющих методов,
  // предоставленных типу Array через тип Enumerable.
  var subset = currentVideoGames
  .Where(game => game.Contains(" "))
  .OrderBy(game => game).Select(game => game);

  // Вывести результаты.
  foreach (var game in subset)
  {
  Console.WriteLine("Item: {0}", game);
  }
  Console.WriteLine;
 }

Здесь сначала вызывается расширяющий метод Where на строковом массиве currentVideoGames. Вспомните, что класс Array получает данный метод от класса Enumerable. Метод Enumerable.Where требует параметра типа делегата System.Func<T1,TResult>. Первый параметр типа упомянутого делегата представляет совместимые с интерфейсом IEnumerable<T> данные для обработки (массив строк в рассматриваемом случае), а второй — результирующие данные метода, которые получаются от единственного оператора, вставленного в лямбда-выражение.