深入探索 LINQ

Select的應用

前面累積了這麼多的觀念，現在終於要用上了，我們要來正式介紹第一個LINQ語法Select了。

格式說明

在應用的單元裡文章會被分為幾個小節:

  • 功能說明: 語法的功用
  • 方法定義: 語法的方法定義
  • 查詢運算式: 此語法的運算是使用方法
  • 方法範例: 使用各個方法實作例子
  • 特別之處: 語法的特性說明

因應不同的語法章節內容會有微調。

功能說明

Select運算子可以將集合中的每一個元素以新的形式輸出，其用法與SQL的Select相似。

方法定義

Select有兩個Public的方法如下:

public static IEnumerable<TResult> Select<TSource, TResult>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TResult> selector);

public static IEnumerable<TResult> Select<TSource, TResult>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, int, TResult> selector)

Select只有一個傳入參數Selector，這個參數是一個委派參數，而傳入的方法其實就是你想要對每一個元素什麼樣的事情。

兩種方法的差別在於第二個委派參數Selector，兩個委派方法差了一個int傳入參數，這個int其實就是集合的index，工程師可以利用這個傳入參數取得目前元素在集合中的位置。

查詢運算式

依照C# Spec上的語法定義如下:

select_clause
    : 'select' expression
    ;
  • expression: 在每個元素上你要取得的資料物件

看定義很難懂對不對? 我們先來看個例子吧:

from x in Products
select x.ProductName
  • 第一行的from是將產品(Products)這個集合上的每一個元素以x來表示
  • 第二行的select代表說要將每一個元素(x)的產品名稱(ProductName)輸出

當有多個資料想要藉由select輸出時，也可以用Anonymous types和Object Initializer來達到此目的:

from x in Products
select new {x.ProductName, x.UnitPrice}

看到這裡我們知道expression其實就是一個變數或是一個類別，而這個變數(或類別)就是你期望在每個元素上取得的資料。

例子

看過前一章的介紹可以知道，其實查詢運算式會轉換成標準查詢運算子，現在我們就用上節的查詢運算式例子轉換成標準查詢運算子看看:

// Using query expression syntax.
var query = from x in Products
select new {x.ProductName, x.UnitPrice};

// Using method-based query syntax.
var method = Products
   .Select (
      x => 
         new  
         {
            ProductName = x.ProductName, 
            UnitPrice = x.UnitPrice
         }
   );

在這個例子的比對中我們可以發現:

  • Query的from的目的就是要確定資料來源及其在Lambda運算式中的別名
  • Query的Select後面接的其實就是Lambda expression

上面的例子沒有使用到index這個參數，現在我們來看個有index的例子:

string[] data = { "No1", "No2", "No3", "No4", "No5"};

var query =
    data.Select((item, index) => new { index, item });

foreach (var obj in query)
{
    Console.WriteLine("{0}", obj);
}

/*
 * { index = 0, item = No1 }
 * { index = 1, item = No2 }
 * { index = 2, item = No3 }
 * { index = 3, item = No4 }
 * { index = 4, item = No5 }
*/

我們可以看到這個index的資訊也會進入每一個元素中，對於需要知道元素位置的處理很有幫助。

特別之處

Select這個看似平凡的語法其實也藏有一些玄機及特色，接下來我們就來看看吧。

Select效率超高?

下面這個例子讓各位猜猜會不會跑很久:

IEnumerable<int> afterSelect =
	Enumerable.Range(1, 1000000000).Select(x => x * 2);

這例子是產生一個1到1000000000的數列，每個元素輸出兩倍的數字。

如果認為會跑很慢的人，沒關係，這邊再給一個提示: 接下來對afterSelect做foreach的花費是多還是少呢?

foreach(var result in afterSelect){}

下面是比較結果:

foreach

Select少了很多對吧，其實Select它有延遲執行的特性，意思是說你叫用它時，它不會馬上去巡覽所有的元素，而是會等到你叫用GetEnumerator()或是foreach時才會去變動集合，詳細的原理我們留到之後再深入討論。

Select是所有查詢都必備的語法嗎?

記得以前在看LINQ的相關介紹時，第一章出現的幾乎都是Select，所以我一直以為它是一個Query Expressions的基本，就像是from一樣，你是不是也跟我的想法一樣呢? 如果是的話請繼續往下看。

現在我們來想想: 一段查詢語法它的基本要件是什麼? 是什麼可以讓這段文字產生查詢的能力? 首先我們會想到的是選取資料來源，沒有資料來源根本也不用做查詢了，那有了資料來源後還欠缺什麼呢? 最直覺的就是目標資料的結構了，所以Select它是一個最直覺的查詢功能，從SQL的查詢與法也可以看出來。

所以Select幾乎都會在文章的開頭出現的謎底揭開了，因為人習慣以最直覺的開始講起，這樣的講述方式會讓人比較快熟悉並且進入狀況，所以Select自然變成每個作者筆下的第一頭牌了。

那另一個問題浮現了: 它是一個Query Expressions的必備語法嗎? 其實Select在LINQ的語法中其實不一定需要出現，讓我們來看看下面的例子:

from x in Products
group x by x.CategoryID

Without Select

這裡請了group出來代班一下，我們可以看到這裡並沒有select，但這還是一個正確的查詢運算式，其實在C#語言規格中在介紹Query Experssions的章節有提到下面這段解釋:

A query expression begins with a from clause and ends with either a select or group clause.

所以我們的一段最基本的查詢運算式會以from開頭，select或group結尾，是不是顛覆了以往的想像呢?

上面的定義是在說查詢運算式，在標準查詢運算子上的規則又更為寬鬆了，因為它本身的回傳值是IEnumerable所以你只要是對其做事的方法都可以使用，也不用一定要先執行某個方法才能做查詢。

結語

這章講述了Select的Query及Method的用法，在下一章學習如何建置corefx後就可以來看看Select內到底在做什麼了。

參考

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