C# 中的 LinQ 聖經：從基礎到最佳實踐

概述： LinQ C# 基礎：成功的基石在我們踏上在 C# 中掌握 LinQ 的激動人心的旅程之前，了解 LinQ 的來源以及它如何適應 C# 語言環境至關重要。透過熟悉關鍵的 LinQ 概念和元件，我們正在為成功的學習和套用奠定基礎。LinQ 在 C# 語言中的歷史和出現#如果您更喜歡直接進入實踐部份，並且本文看起來不像學校歷史課，請轉到下一節。LinQ 或語言整合查詢是在 C# 3.0 中引入的，是對 Microsoft .NET Framework 的革命性補充。透過與 C# 語言功能無縫整合，它使開發人員能夠針對各種資料來源編寫更簡潔、更具表現力和更可靠的查詢。在本節中，我們將深入探討 LinQ

LinQ C# 基礎：成功的基石

在我們踏上在 C# 中掌握 LinQ 的激動人心的旅程之前，了解 LinQ 的來源以及它如何適應 C# 語言環境至關重要。透過熟悉關鍵的 LinQ 概念和元件，我們正在為成功的學習和套用奠定基礎。

LinQ 在 C# 語言中的歷史和出現#

如果您更喜歡直接進入實踐部份，並且本文看起來不像學校歷史課，請轉到下一節。

LinQ 或語言整合查詢是在 C# 3.0 中引入的，是對 Microsoft .NET Framework 的革命性補充。透過與 C# 語言功能無縫整合，它使開發人員能夠針對各種資料來源編寫更簡潔、更具表現力和更可靠的查詢。

在本節中，我們將深入探討 LinQ 的起源、它的發展以及它如何影響後續的 C# 功能。我們還將探討它對編程環境的影響，以及它為 C# 中的查詢和數據操作帶來的各種改進。

早期：需要統一的查詢語言

在引入 LinQ 之前，在 C# 中查詢和運算元據是一項艱巨且脫節的任務。開發人員必須應對多種查詢語言和方法，例如用於資料庫的 SQL、用於 XML 數據的 XPath 以及用於其他數據型別的自訂解決方案。

這些不同的方法缺乏與 C# 的整合，這阻礙了生產力，並導致程式碼過於復雜和容易出錯。

認識到對統一查詢語言的需求，C# 的建立者著手開發一個功能強大、靈活且整合的解決方案，以滿足各種資料來源的需求。他們設想了一種語言豐富、聲明性和強型別的查詢語言，該語言將利用 C# 的強大功能，並帶來效能和可維護性優勢。

LinQ 的誕生：C# 3.0 及其改變遊戲規則的功能

2007 年 11 月，Microsoft 釋出了 C# 3.0 和 .NET Framework 3.5，其中引入了多個突破性功能，包括擴充套件方法、匿名型別、lambda 運算式，以及最重要的 LinQ。這些創新對於使 LinQ 能夠兌現其作為無縫、富有表現力和統一的查詢框架的承諾至關重要。

透過利用這些功能，LinQ 使開發人員能夠編寫更簡潔、更具表現力的程式碼，這些程式碼易於理解和維護。擴充套件方法的引入允許在各種資料來源上建立類似列舉的查詢，而 lambda 運算式和匿名型別使得以較少的詳細程度定義和操作復雜的查詢運算式成為可能。

請看這個經典範例，它演示了 LinQ 如何簡化和改進 C# 中的查詢。如果沒有 LinQ，從集合中檢索所有偶數將需要更復雜的迴圈，如下所示：foreach

List<int> numbers = newList<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
List<int> evenNumbers = newList<int>();
foreach (int number in numbers)
{
if (number % 2 == 0)
{
evenNumbers.Add(number);
}
}

但是使用 LinQ，可以使用更優雅、更簡潔的查詢運算式來實作相同的結果，如下所示：

List<int> numbers = newList<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
IEnumerable<int> evenNumbers = from number in numbers
wherenumber % 2 == 0
select number;

LinQ 的影響：徹底改變 C# 編程領域

LinQ 自成立以來，就對 C# 編程領域產生了深遠而持久的影響。它改變了開發人員對查詢的思考方式，將其從一系列繁瑣的任務轉變為程式語言中流暢而有凝聚力的部份。

此外，它還為激動人心的改進和增強開啟了大門，例如異步查詢、異步流式處理和 LINQ to Objects 提供程式中的並列性。

此外，LinQ 的出現促進了新庫（如 Entity Framework）的開發，這些庫透過豐富的數據存取和查詢功能進一步擴充套件了 LinQ 的功能。

旅程仍在繼續：發展和擴充套件 LinQ

自首次釋出以來，LinQ 一直與 C# 和 .NET 平台一起不斷發展壯大。例如，Microsoft的.NET Core計劃確保了LinQ仍然是該平台未來的重要組成部份。

語言和庫中經常添加新功能和改進，使 LinQ 功能更強大、適應力更強，並且對於現代開發來說是不可或缺的。

語言整合查詢 （LinQ） 解釋

LinQ 提供了一種統一的、富有表現力的語法，用於查詢不同的數據型別，如記憶體中物件、XML 數據和關聯式資料庫。憑借其易於閱讀的性和編譯時型別檢查，LinQ 使處理數據變得方便和愉快。讓我們仔細看看一些 LinQ 基礎知識。

LinQ 名稱空間和程式集

LinQ 在 .NET Framework 中的各種名稱空間中都可用。您將與之互動的主要名稱空間包括：

要使用 LinQ，您只需透過在 C# 程式碼中添加指令來匯入所需的名稱空間，例如 .using System.Linq;

LinQ 中的運算式、委托和匿名方法

運算式、委托和匿名方法是支撐 LinQ 功能的基本元件。透過了解這些概念如何交互作用並相互支持，您可以在 C# 開發計畫中充分利用 LinQ 的強大功能。為了提供更多上下文並更有效地說明它們的用法，讓我們更深入地了解這些概念以及範例：

表達 式

運算式是生成值的 C# 程式碼塊。LinQ 查詢通常涉及使用謂詞運算式篩選或運算元據，謂詞運算式是返回 或 .由於其簡潔和富有表現力的性質，lambda 運算式（在 C# 3.0 中引入）通常用於這些方案。truefalse

簡單謂詞運算式範例：

Func<int,bool> isEven = x => x % 2 == 0;


在此範例中，運算式是一個 lambda 運算式，它表示一個謂詞，用於檢查給定整數是否為偶數。x => x % 2 == 0

代表

委托是型別安全的函式指標，用於封裝對方法的參照。它們對 LinQ 至關重要，因為它們提供了在查詢中使用方法時所需的靈活性。

方法可以分配給委托，而委托又可以用作其他方法的參數，從而有效地提供了一種「插入」功能的方法。

這允許 LinQ 查詢利用自訂方法進行操作，例如根據不同的條件進行篩選、排序或分組。

請考慮以下利用委托進行篩選的 LINQ 查詢：

publicdelegateboolIsEvenDelegate(int number);
publicstaticboolIsEven(int number)
{
return number % 2 == 0;
}
IsEvenDelegate isEvenDel = IsEven;
List<int> numbers = newList<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
IEnumerable<int> evenNumbers = numbers.Where(n => isEvenDel(n));

在此範例中，我們建立了一個自訂委托和一個檢查數位是否為偶數的方法。然後，我們將該方法分配給委托，並在我們的子句中使用它從列表中過濾掉偶數。IsEvenDelegateIsEven()Where

匿名方法

匿名方法（在現代 C# 中主要表示為 lambda 運算式）為定義行內函式提供了更簡潔、更具表現力的語法。這些函式稱為「匿名」，因為它們不需要顯式方法名稱。

這種簡潔性在編寫 LinQ 查詢時尤為重要，因為它可以顯著降低詳細程度並增強程式碼的可讀性。

請考慮以下範例，該範例演示了如何透過 LinQ 中的 lambda 運算式使用匿名方法：

List<string> names = newList<string> { "Alice", "Bob", "Carol", "David" };
IEnumerable<string> namesStartingWithC = names.Where(name => name.StartsWith("C"));

在這裏，我們使用 lambda 運算式作為匿名方法來過濾名稱列表，僅保留以字母「C」開頭的名稱。與使用單獨的命名方法相比，使用 lambda 運算式使查詢更直觀、更易於閱讀。name => name.StartsWith("C")

強勢起步：用 C 語言編寫您的第一個 LinQ 查詢#

是時候開始制作 LinQ 查詢了！在本節中，我們將分解查詢語法、結構以及如何篩選和轉換數據等基礎知識，以便您為首次涉足 LinQ 做好準備。

基本 LinQ 查詢語法和結構

在 LinQ 中，查詢以 clause 開頭，該子句指定您正在使用的資料來源，並引入查詢變量作為範圍變量。之後，您可以連結查詢運算子（如 、 、 和 ）來定義篩選器、轉換和其他操作。檢視此範例以了解語法：fromwhereselectgrouporder

// Query syntax example
var results = from student in students
wherestudent.Age > 18
orderby student.Name ascending
select student.Name;


C# 和 LinQ 中的隱式型別局部變量 （var）

與 LinQ 完美配合的一個漂亮的 C# 功能是 var 關鍵字，它允許隱式型別的局部變量。為什麽這很重要？打字簡單！

var 關鍵字允許編譯器推斷結果型別，因此您可以專註於構建查詢，而不必擔心微調返回型別。

// Using var with LinQ
var studentsWithHighScores = from student in students
wherestudent.Score > 80
select student;


From、Select 和 Where 關鍵字用法

讓我們更深入地研究 、 和 關鍵字。簡而言之，以下是他們所做的：fromselectwhere

研究下面的例子，我們檢索按升序排序的學生姓名：

// Using from, select, and where
var names = from student in students
wherestudent.Age > 18
orderby student.Name ascending
select student.Name;


現在讓我們考慮一個場景，我們只想檢索女學生的名字。註意子句的變化：where

// Using from, select, and where with a different condition
var femaleNames = from student in students
wherestudent.Gender == "Female"
orderby student.Name ascending
select student.Name;


篩選、投影和轉換操作

您可能會想，「如何對我的數據套用各種操作？好吧，有了 LinQ，可能性幾乎是無窮無盡的。以下是一些需要考慮的常見操作：

例如，如果要獲取分數高於 80 分的學生姓名，按年齡排序：

var highScoreNames = from student in students
wherestudent.Score > 80
orderby student.Age
select student.Name;


假設現在您想按班級對學生進行分組：

var studentsBy class = from student in students
group student by student. class into studentGroup
selectnew { class = studentGroup.Key, Students = studentGroup };


在此範例中，我們使用關鍵字根據資料來源的內容對資料來源進行分組。然後，我們用將結果投影到一個新的匿名型別中，其中包含該類和屬於該類的學生的集合。groupstudents classselect

請註意，轉換如何擴充套件了 LinQ 的功能，使我們能夠更有效地重組數據。

高級 LinQ 查詢技術和策略

現在您已經掌握了基礎知識，是時候處理更復雜的查詢技術了！在本節中，我們將探討排序、分組和聚合操作，以及如何構造動態查詢以實作最大的靈活性。

排序和分組：組織數據

數據組織對於清晰和理解至關重要。在 LinQ 中，並提供強大的方法來對數據進行排序和分類。orderbygroupby

該關鍵字允許您根據指定欄位按升序或降序對數據進行排序：orderby

// Ordering data
var orderedStudents = from student in students
orderby student.Name
select student;


要按分數降序對學生進行排序，請修改子句，如下所示：orderby

// Ordering data by score descending
var orderedStudentsByScore = from student in students
orderby student.Score descending
select student;


groupby另一方面，根據共享特征整合數據：

// Grouping data
var studentsGroupedBy class = from student in students
group student by student. class into groupedStudents
select groupedStudents;


如果要根據學生的年齡對學生進行分組，只需修改子句即可：group

// Grouping data by age
var studentsGroupedByAge = from student in students
group student by student.Age into groupedStudents
select groupedStudents


聚合運算（總和、計數、最小值、最大值、平均值）

LinQ C# 還為聚合操作提供了可靠的支持，例如計算總和、計數、最小值和最大值以及平均值。

// Aggregation operations example
var maxScore = students.Max(student => student.Score);
var minScore = students.Min(student => student.Score);
var averageScore = students.Average(student => student.Score);
var totalScoreSum = students.Sum(student => student.Score);
var studentCount = students.Count(student => student.Age > 18);


讓我們演示如何獲得分數高於 90 的學生計數：

// Counting the number of students with scores above 90
var highScoreCount = students.Count(student => student.Score > 90);


集合操作（Distinct、Union、Intersect、Except）

管理集合？不用擔心！LinQ 為您提供了各種集合操作，包括：

下面是使用 、 和 的範例：Distinct()Union()Intersect()

// Set operations example
var firstNames = newstring[] { "John", "Jane", "Jim", "Jane" };
var lastNames = newstring[] { "Doe", "Smith", "Adams", "John" };
var distinctFirstNames = firstNames.Distinct(); // "John", "Jane", "Jim"
var unionNames = firstNames.Union(lastNames); // "John", "Jane", "Jim", "Doe", "Smith", "Adams"
var intersectNames = firstNames.Intersect(lastNames); // "John"

動態查詢生成和執行

LinQ 的一個驚人特性是它支持動態查詢生成和執行。這為基於使用者輸入或應用程式狀態構造自訂查詢提供了難以置信的靈活性。例如，想象一下基於使用者介面中的核取方塊構建搜尋過濾器：

// Dynamic query generation
IEnumerable<Student> filteredStudents = students;
if (someCondition)
{
filteredStudents = filteredStudents.Where(student => student.Age > 18);
}
if (anotherCondition)
{
filteredStudents = filteredStudents.OrderBy(student => student.Name);
}
var results = filteredStudents.ToList();

在此範例中，我們根據 和 的值動態構建 LinQ 查詢。這使我們能夠使查詢適應不同的方案或使用者選擇，這在處理復雜的過濾器或不同的應用程式要求時特別有用。someConditionanotherCondition

深入研究 LinQ 查詢運算子

現在我們已經介紹了基礎知識，甚至探索了一些更高級的技術，讓我們更深入地了解 C# 開發人員可以使用的各種 LinQ 查詢運算子！

標準查詢運算子概述

標準查詢運算子構成了您將使用 LinQ 執行的許多操作的基礎。這些運算子可套用於實作介面的集合，並分為多個類別，例如：IEnumerable<T>

每個運算子在構建 LinQ 查詢中都起著至關重要的作用，因此不要忘記混合、匹配和客製組合以滿足您的特定數據需求！

讓我們更深入地了解其中的一些運算子。

元素和生成運算子

元素運算子從資料來源中檢索特定元素，例如按索引存取陣列元素。典型的元素運算子包括 、 、 和 。例如，看看我們如何獲得第一個分數大於 80 的學生：FirstFirstOrDefaultLastLastOrDefaultSingleSingleOrDefaultElementAt

// Element operator example
var firstHighScorer = students.First(student => student.Score > 80);


現在，看一個使用運算子存取列表中的第五個學生的範例：ElementAt

// Element operator example - ElementAt
var fifthStudent = students.ElementAt(4); // Zero-based index


生成運算子（如 、 和 ）建立具有特定特征的集合的新例項。當您需要以編程方式生成集合時，它們會派上用場。下面是一個使用 和 的範例：RangeRepeatEmptyRangeRepeat

// Generation operator example - Range
var numbers = Enumerable.Range(1, 10); // Generates numbers 1 to 10
// Generation operator example - Repeat
var repeatedValue = Enumerable.Repeat("Hello", 5); // Creates an IEnumerable with 5 "Hello" values

LinQ 查詢中的分區和分頁

分區是一種強大的技術，可以從較大的集合中提取較小的數據子集，並且對於分頁特別有用。一些鍵分區運算子包括 、 、 及其組合：SkipTake

請看這個範例，演示使用 和 進行分頁：SkipTake

// Pagination example
int pageNumber = 1;
int pageSize = 5;
var page = students
.Skip((pageNumber - 1) \* pageSize)
.Take(pageSize);

要檢索學生的第二頁，只需更改值：pageNumber

// Pagination example - second page
pageNumber = 2;
var secondPage = students
.Skip((pageNumber - 1) * pageSize)
.Take(pageSize);

轉換運算子：就地查詢轉換

轉換運算子將查詢結果轉換為其他格式，例如陣列、字典或更改元素型別。一些常用的轉換運算子是 、 、 、 和 。下面是一個範例，演示如何將 LinQ 查詢結果轉換為字典：ToArrayToListToDictionaryOfTypeCast

// Conversion operator example
var studentDictionary = students
.Where(student => student.Age > 18)
.ToDictionary(student => student.Id, student => student.Name);


現在，如果我們想將結果轉換為陣列，只需使用運算子：ToArray

// Conversion operator example - ToArray
var adultStudentsArray = students
.Where(student => student.Age > 18)
.ToArray();


透過這些轉換運算子，可以輕松處理所需格式的輸出，從而確保與應用程式中的各種數據處理任務更好地相容。

利用 LinQ 的 Lambda 運算式和擴充套件方法的強大功能

當您將 Lambda 運算式和擴充套件方法與 LinQ 結合使用時，就像將 nitro 添加到您的開發引擎中一樣。在本節中，我們將探討這些概念如何增強 LinQ 查詢。

Lambda 運算式：簡潔而富有表現力的語法

Lambda 運算式是一種簡潔、富有表現力的語法，用於動態建立匿名函式。它們是 LinQ 如此強大的核心。

使用 lambda 運算子定義 lambda 運算式。=>

以下範例檢索了所有分數高於 80 的學生：

// Lambda expression example
var highScorers = students.Where(student => student.Score > 80);


您可以將多個 lambda 運算式連結在一起，以實作復雜的查詢邏輯。請註意，在下面的範例中，我們如何組合兩個單獨的運算式：

// Chaining lambda expressions
var olderHighScorers = students
.Where(student => student.Score > 80)
.Where(student => student.Age >= 18);


使用擴充套件方法增強 LinQ

擴充套件方法提供了一種優雅的方式來擴充套件現有型別的功能，而無需顯式修改其原始碼。當與 LinQ 查詢結合使用時，這使得語法具有高度的表現力和可讀性。

您已經在名稱空間中找到許多擴充套件介面功能的擴充套件方法。為了進一步增強查詢功能，您甚至可以建立自訂擴充套件方法。System.LinqIEnumerable<T>

// Custom extension method example
publicstatic classStringExtensions
{
publicstaticboolContainsCaseInsensitive(thisstring source, stringvalue)
{
return source.IndexOf(value, StringComparison.OrdinalIgnoreCase) >= 0;
}
}
// Using custom extension method in LinQ query
var caseInsensitiveSearch = students
.Where(student => student.Name.ContainsCaseInsensitive("john"));

專用功能的自訂擴充套件方法

也許您遇到了標準 LinQ 查詢運算子無法滿足的專用查詢需求。不要害怕！您可以開發適合您特定要求的自訂擴充套件方法。請考慮一個場景，其中你希望根據自訂評分公式為學生實作自己的篩選方法：

publicstatic classCustomFilters
{
publicstatic IEnumerable\<Student> WithCustomScore(this IEnumerable\<Student> students, int threshold)
{
return students.Where(student => CustomScoringFormula(student) > threshold);
}

privatestaticintCustomScoringFormula(Student student)
{
// Compute custom score based on student properties
return0; // Example placeholder
}
}
// Using custom extension method in LinQ query
var studentsWithCustomScore = students.WithCustomScore(90);

在自訂擴充套件方法方面，天空是無限的，因此請擁抱您的創造力並利用它們來滿足您的特定發展需求。

提升 LinQ 技能：連線到各種資料來源

LinQ 專為多功能性而構建 - 您可以使用的資料來源越多樣化，您的查詢功能就越強大。本節深入探討如何將 LinQ 與各種資料來源整合，使你具備處理復雜的實際場景所需的技能。

LinQ 提供程式簡介

LinQ 提供程式充當 LinQ 查詢和不同型別的資料來源之間的橋梁，將 LinQ 查詢轉換為指定資料來源的適當格式。一些常用的 LinQ 提供程式包括：

透過利用適當的 LinQ 提供程式，您可以跨不同的資料來源編寫一致的 LinQ 查詢。讓我們仔細看看這些 LinQ 提供程式以及範例實作。

LinQ to SQL 和 Entity Framework 整合

在關聯式資料庫領域，LinQ to SQL 和 Entity Framework 是主要的數據存取技術。兩者都允許您透過將 LinQ 查詢轉換為 SQL 命令來直接從 C# 程式碼使用資料庫。

LinQ to SQL 將 C# 類對映到資料庫表，使您能夠使用 LinQ 查詢查詢、插入、更新和刪除記錄。Entity Framework 透過添加一個完整的、功能豐富的 ORM（物件關系對映器）將其提升了一個檔次。

下面是使用 LinQ to SQL 查詢資料庫的範例：

// LinQ to SQL example
DataContext context = newDataContext("<connection-string>");
Table<Student> studentTable = context.GetTable<Student>();
var result = from student in studentTable
wherestudent.Age > 18
select student;

若要使用 LinQ to SQL 更新記錄，請按照以下範例操作：

// LinQ to SQL update example
var studentToUpdate = studentTable.Single(student => student.Id == someId);
studentToUpdate.Name = "NewName";
context.SubmitChanges();


下面是一個使用 Entity Framework 的範例：And here's an example using Entity Framework：

// LinQ to Entity Framework example
using (var context = newSchoolContext())
{
var result = from student in context.Students
wherestudent.Age > 18
select student;
}


若要使用實體框架執行更新操作，請考慮以下範例：

// LinQ to Entity Framework update example
using (var context = newSchoolContext())
{
var studentToUpdate = context.Students.Single(student => student.Id == someId);
studentToUpdate.Name = "NewName";
context.SaveChanges();
}


釋放 LinQ 到 XML 的潛力

使用 XML 不再是一件苦差事，這要歸功於 LinQ to XML。透過使用名稱空間提供的一組特定於 XML 的查詢運算子，可以毫不費力地查詢和操作 C# 中的 XML 文件。System.Xml.Linq

看一下這個範例，它演示了如何使用 LinQ 查詢 XML 文件：

// LinQ to XML example
XDocument xdoc = XDocument.Load("\<path-to-xml-file>");
var results = from element in xdoc.Descendants("Student")
where (int)element.Element("Age") > 18
select element;

除了查詢之外，還可以使用 LinQ to XML 來操作 XML 結構，例如添加新元素：

// LinQ to XML - Adding a new element
XElement newStudent = newXElement("Student",
newXElement("Name", "New Student"),
newXElement("Age", 20)
);
xdoc.Root.Add(newStudent);
xdoc.Save("<path-to-modified-xml-file>");

掌握 LinQ 到 JSON 的動態數據處理

現代應用程式通常需要處理 JSON 數據，而 Newtonsoft.Json（也稱為 Json.NET）庫是在 C# 中處理 JSON 的熱門選擇。隨著 Json.NET 中 JObjects 和 JArrays 的引入，將 LinQ 合並到 JSON 中變得輕而易舉。

下面是使用 LinQ 和 Json.NET 篩選 JSON 數據的範例：

// Newtonsoft Json with LinQ
usingNewtonsoft.Json.Linq;
string json = "...";
JArray jsonArray = JArray.Parse(json);
var filteredData = jsonArray
.Where(obj => (int)obj["Age"] > 18)
.Select(obj => obj["Name"]);

您還可以使用 LinQ 透過 Json.NET 修改 JSON 數據：

// Modify JSON data using LinQ and Json.NET
JObject jsonObj = JObject.Parse(json);
jsonObj["Students"][0]["Name"] = "Updated Name";


利基資料來源的自訂 LinQ 提供程式

有時，您可能需要建立自訂 LinQ 提供程式來查詢缺乏現成支持的利基資料來源。若要開發自訂提供程式，需要了解並實作 and 介面。IQueryProviderIQueryable<T>

雖然制作自訂 LinQ 提供程式需要深厚的專業知識，並且可能非常具有挑戰性，但最好認識到存在滿足獨特數據存取方案的潛力。

例如，您可以建立一個自訂 LinQ 提供程式，用於查詢記憶體中緩存、NoSQL 資料庫或遠端 API。一旦您掌握了 LinQ 提供程式開發的基礎知識，可能性是無窮無盡的！

LinQ C 中的異步和並列查詢執行#

最佳化效能和響應能力是現代應用程式的關鍵，而這正是異步和並列查詢執行可以產生巨大影響的地方。在本節中，我們將探討如何使用 async/await 和 PLINQ 增強 LinQ C#，最佳化程式碼執行以充分利用可用資源並縮短響應時間。

使用 async/await 的異步 LinQ 查詢

從 .NET Framework 4.5 和 C# 5.0 開始，可以利用 async/await 來執行異步 LinQ 查詢。可以使用 、 、 等方法將任何實體框架查詢轉換為異步查詢。ToListAsyncFirstOrDefaultAsyncAnyAsync

下面是將異步查詢與實體框架結合使用的範例：Here's an example using an async query with Entity Framework：

// Async query with Entity Framework
using (var context = newSchoolContext())
{
var result = await context.Students
.Where(student => student.Age > 18)
.ToListAsync(); // Asynchronous execution
}


請記住，並非所有 LinQ 提供程式都支持開箱即用的異步查詢，但諸如此類的策略也有助於異步執行查詢：Task.Run

// Making a non-async query asynchronous with Task.Run
var result = await Task.Run(() => students.Where(student => student.Age > 18).ToList());


讓我們看一下使用 HttpClient 的外部資料來源上的異步查詢範例：

// Async query on an external data source
publicasyncTask<IEnumerable<Student>>GetStudentsAsync()
{
using (var httpClient = newHttpClient())
{
var json = await httpClient.GetStringAsync("https://api.example.com/students");
var jsonData = JArray.Parse(json);
var students = jsonData
.Select(obj => newStudent
{
Id = (int)obj["Id"],
Name = (string)obj["Name"],
Age = (int)obj["Age"]
});
return students;
}
}

並列 LinQ （PLINQ） 實作最佳效能

若要提高 LinQ 查詢的效能，請考慮使用並列 LinQ （PLINQ），它可以將查詢分布在多個 CPU 內核上，以更快地處理數據。PLINQ 建立在任務並列庫 （TPL） 之上，為 LINQ-to-Objects 操作提供了出色的最佳化。將查詢轉換為並列查詢很簡單 — 只需在查詢之前添加，如以下範例所示：.AsParallel()

// Parallel LinQ (PLINQ) example
var sortedNames = students.AsParallel()
.Where(student => student.Age > 18)
.OrderBy(s => s.Name)
.Select(s => s.Name);


但是，使用 PLINQ 時要小心，因為某些操作可能會消耗更多資源或導致意外結果。在實施 PLINQ 之前和之後優先測量和評估查詢的效能，以確保最佳用例。

在某些情況下，使用擴充套件方法可以幫助保持元素的順序，尤其是在需要它的情況下。.AsOrdered()

// Parallel LinQ (PLINQ) with order preservation
var sortedNames = students.AsParallel().AsOrdered()
.Where(student => student.Age > 18)
.OrderBy(s => s.Name)
.Select(s => s.Name);


LinQ 查詢的執行緒處理和基於任務的註意事項

雖然異步和 PLINQ 查詢在某些情況下可以顯著提高效能，但您應該意識到多執行緒環境中可能會帶來額外的復雜性和問題。確保仔細管理共享數據，利用同步機制，並正確處理異步或並列上下文中的異常。

最佳做法是，為從這些方法中獲益匪淺的查詢保留異步和 PLINQ，例如資源密集型計算、後台處理或響應時間較長的資料來源。

始終在提高效能的優勢與多執行緒執行帶來的復雜性和潛在陷阱之間取得平衡。例如，請考慮以下範例，其中使用了共享數據結構：

var students = newList<Student>()
{
newStudent { Id = 1, Name = "John", Age = 20 },
newStudent { Id = 2, Name = "Alice", Age = 19 },
newStudent { Id = 3, Name = "Bob", Age = 21 }
};
var studentsList = newList<Student>();
students.AsParallel().ForAll(student =>
{
lock (studentsList) // We need to lock the shared data to prevent race conditions
{
studentsList.Add(student);
}
});

在上面的範例中，我們透過使用鎖在添加元素時同步對共享物件的存取來處理潛在的執行緒問題。這樣可以防止由於並行存取數據結構而可能發生的任何爭用條件。studentsList

LinQ C 的實際套用和案例研究#

為了完善您的 LinQ 專業知識，我們將探討 LinQ C# 的各種實際套用和案例研究。您積累的實踐經驗越多，您就越有能力在自己的開發計畫中有效地利用 LinQ。

在復雜的 C# 計畫中實作 LinQ

LinQ 是復雜的大型 C# 計畫中不可或缺的工具。例如，企業應用程式可能依賴於功能豐富的 ORM 框架，如 Entity Framework。

在這種情況下，LinQ 可以提供令人信服的生產力和效能組合，使您能夠高效、富有表現力地執行復雜的查詢和數據操作任務。

// Example: Using LinQ with Entity Framework
using (var context = newSchoolContext())
{
var studentsInMath = context.Students
.Where(student => student.Courses
.Any(course => course.Name == "Math"))
.ToList();
}


此外，現代軟體解決方案通常依賴於微服務架構，這可能涉及交換和處理來自眾多互連服務的資訊。LinQ 支持更輕松的數據解析、篩選和轉換，從而提供更簡化的開發體驗。

LinQ 在 Web 開發中的套用：ASP.NET 和 MVC 應用程式

使用 ASP.NET 和 ASP.NET Core 進行 Web 開發可以從 LinQ 整合中獲益匪淺。例如，在 MVC 應用程式中，您可以使用 LinQ 查詢資料庫並在檢視中顯示結果。這種技術組合有助於為使用者建立無縫的、數據驅動的 Web 體驗。

// Example: Using LinQ in an ASP.NET Core MVC application
publicasyncTask<IActionResult>Index()
{
using (var context = newSchoolContext())
{
var students = await context.Students
.Where(student => student.Age >= 18)
.OrderBy(student => student.LastName)
.ToListAsync();
returnView(students);
}

請考慮一個範例，其中 Web 應用程式顯示資料庫中的學生及其相應班級的列表。使用 ASP.NET、Entity Framework 和 LinQ，可以根據需要查詢、篩選和排序此資訊，然後再將其顯示給使用者。

使用 Xamarin 和 LinQ 進行移動應用程式開發

在 LinQ 支持方面，移動應用程式開發也不甘落後。Xamarin 是一個跨平台的行動應用開發框架，它與 C# 和 LinQ 順利整合，用於處理跨 Android、iOS 和通用 Windows 平台應用程式的數據存取和操作。

// Example: Using LinQ in a Xamarin.Forms application
using (var dbContext = newAppDbContext())
{
var students = dbContext.Students
.Where(student => student.Age >= 18)
.OrderBy(student => student.LastName)
.ToList();
studentsListView.ItemsSource = students;
}

即使支持離線方案（例如在使用者裝置上儲存和更新數據以便以後與後端資料來源同步），使用 Xamarin、Entity Framework Core 和 LinQ 查詢和更新本地資料庫也會變得更加簡單。

使用 LinQ C 為數據分析和機器學習提供支持#

人們經常將數據分析和機器學習與 Python 和 R 等語言聯系在一起，但在 LinQ 的強大功能的幫助下，C# 也可以在這些領域發揮關鍵作用。

使用 ML.NET 時 - Microsoft 的 .NET 開源機器學習框架 - LinQ 在清理、轉換和預處理機器學習模型的大量數據等任務中大放異彩。

// Example: Using LinQ for data preprocessing in ML.NET
var data = newList<DataPoint>
{
newDataPoint { Value1 = 1, Value2 = 2 },
newDataPoint { Value1 = 2, Value2 = 3 },
newDataPoint { Value1 = 3, Value2 = 4 },
};
var preprocessedData = data
.Select(dataPoint => newDataPoint
{
Value1 = dataPoint.Value1 * 10,
Value2 = dataPoint.Value2 * 10
})
.ToList();
var context = newMLContext();
var pipeline = context.Transforms.CustomMapping(input => preprocessedData, "DataPoints");

使用 LinQ C# 查詢確保品質、效能和安全性

品質、效能和安全性對於任何軟體開發工作都至關重要。本節提供有關偵錯、最佳化和確保 LinQ 查詢安全性的見解，同時保持一流的程式碼品質。

LinQ 查詢的偵錯技巧和技巧

與傳統的偵錯技術相比，偵錯 LinQ 查詢有時可能需要不同的方法。下面是一些提示和範例，可幫助您辨識和解決 LinQ 程式碼的問題：

var students = newList<Student>
{
newStudent { Id = 1, Name = "John", Age = 20 },
newStudent { Id = 2, Name = "Alice", Age = 19 }
};
var query = students.Where(student => student.Age > 18);
int count = query.Count(); // Set a breakpoint here to inspect query results

var query = students.Where(student => student.Age > 18);
var results = query.ToList(); // Set breakpoints to debug query definition and execution separately


try
{
var results = students.Where(student => student.Age > 18).ToList();
}
catch (Exception ex)
{
// Examine exception details
}


最佳化 LinQ 查詢的效能

良好的效能是高品質軟體的關鍵內容。透過遵循以下最佳實踐來確保出色的 LinQ 查詢效能：

using (var context = newSchoolContext())
{
// Eager loading with Include, projection with Select, and paging with Skip/Take
var students = context.Students
.Include(student => student.Courses)
.Select(student => new { student.Name, student.Age })
.Where(student => student.Age > 18)
.OrderBy(student => student.Name)
.Skip(10)
.Take(20)
.ToList();
}


LinQ C# 程式碼的單元測試和整合測試

編寫可測試的程式碼並實作可靠的單元和整合測試對於確保 LinQ 查詢的品質和可靠性至關重要。請記住以下測試策略：

[Fact]
publicvoidTest_GetStudents_AgeAbove18()
{
// Arrange
var students = ... // List of students
var repoMock = newMock<IStudentRepository>();
repoMock.Setup(repo => repo.GetAll()).Returns(students);
var studentService = newStudentService(repoMock.Object);
// Act
var result = studentService.GetStudentsAboveAge(18);
// Assert
Assert.NotNull(result);
...
}

LinQ 查詢開發中的安全最佳實踐

作為負責任的 C# 開發人員，在處理數據操作和存取時，應始終優先考慮安全性。要降低 LinQ 查詢中的安全風險，請執行以下操作：

publicIEnumerable<string>GetUserNames()
{
using (var context = newDbContext())
{
return context.Users
.Select(user => user.UserName) // Project only necessary data to prevent exposing sensitive information
.ToList();
}
}


using (var context = newDbContext())
{
// Parameterized query example with Entity Framework
var results = context.Users
.Where(user => user.Email == emailAddress)
.ToList();
}


LinQ C 的未來方向和學習資源#

我們已經踏上了一段驚心動魄的 LinQ C# 之旅，但總有更多東西等著我們去發現。在結束部份，我們將討論 Lin 的未來方向和一些推薦的學習資源，以進一步磨練您的技能。

LinQ C 中即將推出的功能和增強功能#

作為一項快速發展的技術，LinQ C# 不斷透過新功能和增強功能進行改進。若要保持最新狀態，請考慮關註 Microsoft 的 .NET 部落格，並與 C# 和 LinQ 開發社群互動。

此外，請密切關註 .NET 會議，以深入了解未來的更新和開發進度。

社群驅動的 LinQ 計畫和擴充套件

更廣泛的 C# 和 LinQ 社群會定期開發新的工具、庫和擴充套件，這些工具、庫和擴充套件可以幫助您更輕松、更高效地成為 LinQ 開發人員。透過利用這些資源，您通常可以找到實用的、經過實戰考驗的解決方案，以應對 LinQ 開發過程中的常見挑戰。

透過探索不同的專業領域、試驗真實世界的場景以及從大量可用資源中學習，踏上 LinQ C# 掌握之旅。旅程可能充滿挑戰，但報酬是值得的！

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