从LINQ开始之LINQ to Objects(下)
来源:互联网 发布:mac 标志发亮 编辑:程序博客网 时间:2024/05/01 18:07
前言
上一篇《从LINQ开始之LINQ to Objects(上)》主要介绍了LINQ的体系结构、基本语法以及LINQ to Objects中标准查询操作符的使用方法。
本篇则主要讨论LINQ to Objects中的扩展方法以及延迟加载等方面的内容。
扩展方法
1.扩展方法简介
扩展方法能够向现有类型“添加”方法,而无需创建新的派生类型、重新编译或其他方式修改原始类型。扩展方法是静态方法,它是类的一部分,但实际没有放在类的源代码当中。
下面,我们来看一个简单示例,为上一篇中定义的Employee类添加扩展方法GetSeniority获取员工在本公司的工龄:
public static class EmployeeExtension{ /// <summary> /// 计算员工在本公司的工龄 /// </summary> /// <param name="employee"></param> /// <returns></returns> public static long GetSeniority(this Employee employee) { TimeSpan ts = DateTime.Now - employee.EntryDate; return (long)ts.TotalDays / 365; }}
接下来,遍历employees列表,输出所有员工的姓名及工龄:
//获取所有员工的姓名及在本公司的工龄 foreach (var employee in employees) { Console.WriteLine("EmployeeName: " + employee.EmployeeName + " Seniority: " + employee.GetSeniority()); } //******************************Output******************************* //EmployeeName: Mike Seniority: 1 //EmployeeName: Jack Seniority: 10 //EmployeeName: Adolph Seniority: 0 //EmployeeName: Antony Seniority: 6 //EmployeeName: Asa Seniority: 2 //EmployeeName: Bernie Seniority: 9 //EmployeeName: Carl Seniority: 2 //EmployeeName: Duncan Seniority: 7 //EmployeeName: Aimee Seniority: 0 //EmployeeName: Cassie Seniority: 3 //*******************************************************************
由示例可以看出:
1)扩展方法中,可以访问被扩展类型的所有公有方法和属性。
2)第一个参数是要扩展的类型,以this关键字开头。
3)即使扩展方法是静态的,也要使用标准的实例方法语法进行调用。
下面的示例演示了如果扩展方法与类中的某个方法具有相同的签名,则扩展方法不会被调用。在Employee类中定义方法SayHello
public void SayHello() { Console.WriteLine("Hello , I'm " + EmployeeName); }
在EmployeeExtension类中为Employee类定义扩展方法SayHello
public static void SayHello(this Employee employee) { Console.WriteLine("Hello , I'm " + employee.EmployeeName + " ,this is Extension Method"); }
此时,新入职了一位同事Dave,调用SayHello方法向大家问好
Employee dave = new Employee("011", "Dave", 30, new DateTime(2017, 5, 25), Sex.Male, Department.PD, 200000, new string[] { "climbing" }); dave.SayHello(); //******************************Output******************************* //Hello , I'm Dave //*******************************************************************
注意:此时调用的是Employee类下面的SayHello方法。
2.使用扩展方法来扩展接口
把方法扩展到某个接口中,实现该接口的多个类就可以使用相同的实现代码。
以下示例介绍了扩展方法扩展接口的使用场景,首先,定义了一个接口IHobby,接口中包含Play方法
public interface IHobby{ void Play();}
分别创建类Reading、Swimming、Shopping实现IHobby接口
public class Reading : IHobby{ public void Play() { Console.WriteLine("I'm Reading."); }}public class Swimming : IHobby{ public void Play() { Console.WriteLine("I'm Swimming."); }}public class Shopping : IHobby{ public void Play() { Console.WriteLine("I'm Shopping."); }}
此时,我们需要在实现IHobby接口的类增加一个的方法ShareFeelings,输出I'm happpy.当然,可以在接口上新增一个方法,然后将实现该接口的类逐个添加ShareFeelings方法,假如实现该接口的类很多,使用扩展方法,就可以大大的减少代码的修改量,测试起来也非常简单。
public static void ShareFeelings(this IHobby hobby) { Console.WriteLine("I'm happy."); }
使用接口变量来调用扩展方法
IHobby hobby = new Reading(); hobby.ShareFeelings(); //******************************Output******************************* //I'm happy. //*******************************************************************
3.LINQ中的扩展方法
LINQ为IEnumerable<T>接口提供给了各种扩展方法,以便用户在实现了该接口的任意集合上使用LINQ查询。本节主要研究LINQ中Where扩展方法的实现,这个扩展方法位于System.Linq命名空间下的Enumerable类中。
public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate) { if (source == null) throw Error.ArgumentNull("source"); if (predicate == null) throw Error.ArgumentNull("predicate"); if (source is Iterator<TSource>) return ((Iterator<TSource>)source).Where(predicate); if (source is TSource[]) return new WhereArrayIterator<TSource>((TSource[])source, predicate); if (source is List<TSource>) return new WhereListIterator<TSource>((List<TSource>)source, predicate); return new WhereEnumerableIterator<TSource>(source, predicate); }
由上述代码可以看出,Where方法是对IEnumberable接口的扩展,需要传入一个委托参数predicate,该委托要求返回布尔类型。假设我们对List<T>类型的对象调用Where方法,则返回一个WhereListIterator<TSource>对象。WhereListIterator<TSource>类派生自Iterator<TSource>类,下面是Iterator<TSource>类的源码,这里我们只需要注意GetEnumerator方法,该方法对于同一个线程,返回同一个迭代器,不同线程则克隆一个,并将state属性设置为1。
abstract class Iterator<TSource> : IEnumerable<TSource>, IEnumerator<TSource> { int threadId; internal int state; internal TSource current; public Iterator() { threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId; } public TSource Current { get { return current; } } public abstract Iterator<TSource> Clone(); public virtual void Dispose() { current = default(TSource); state = -1; } public IEnumerator<TSource> GetEnumerator() { if (threadId == Thread.CurrentThread.ManagedThreadId && state == 0) { state = 1; return this; } Iterator<TSource> duplicate = Clone(); duplicate.state = 1; return duplicate; } public abstract bool MoveNext(); public abstract IEnumerable<TResult> Select<TResult>(Func<TSource, TResult> selector); public abstract IEnumerable<TSource> Where(Func<TSource, bool> predicate); object IEnumerator.Current { get { return Current; } } IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() { return GetEnumerator(); } void IEnumerator.Reset() { throw new NotImplementedException(); } }
此时,再回到WhereListIterator<TSource>类,该类重写了MoveNext方法。首先,调用GetEnumerator方法获得一个枚举器,在While循环中,只要MoveNext方法返回true,就用Current属性获得集合当前的元素,并使用委托predicate引用的方法处理该元素,返回剩余元素中满足条件的第一个元素。当遍历结束,调用Dispose方法释放非托管资源,并将state属性设置为-1。
class WhereListIterator<TSource> : Iterator<TSource> { List<TSource> source; Func<TSource, bool> predicate; List<TSource>.Enumerator enumerator; public WhereListIterator(List<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate) { this.source = source; this.predicate = predicate; } public override Iterator<TSource> Clone() { return new WhereListIterator<TSource>(source, predicate); } public override bool MoveNext() { switch (state) { case 1: enumerator = source.GetEnumerator(); state = 2; goto case 2; case 2: while (enumerator.MoveNext()) { TSource item = enumerator.Current; if (predicate(item)) { current = item; return true; } } Dispose(); break; } return false; } public override IEnumerable<TResult> Select<TResult>(Func<TSource, TResult> selector) { return new WhereSelectListIterator<TSource, TResult>(source, predicate, selector); } public override IEnumerable<TSource> Where(Func<TSource, bool> predicate) { return new WhereListIterator<TSource>(source, CombinePredicates(this.predicate, predicate)); } }
源码传送门:http://referencesource.microsoft.com/#System.Core/System/Linq/Enumerable.cs,dc4c4c53ff606bc0
延迟加载
1.延迟执行
在运行期间定义查询表达式时,查询不会运行,只有在迭代时才进行计算。
下面的示例定义了一个LINQ查询,从集合中找出姓名以A开头的所有员工,因为迭代在查询定义时不会进行,而是在执行每个foreach语句时进行。
var nameStartWithA = from e in employees where e.EmployeeName.StartsWith("A") select e; Console.WriteLine("First iteration : "); foreach (var item in nameStartWithA) { Console.WriteLine(item.EmployeeName); } Console.WriteLine(); employees.Add(new Employee("011", "Lily", 25, new DateTime(2017, 5, 29), Sex.Female, Department.HR, 100000, new string[] { "shopping" })); employees.Add(new Employee("012", "Leo", 28, new DateTime(2017, 5, 29), Sex.Male, Department.IT, 200000, new string[] { "reading" })); employees.Add(new Employee("013", "Amelia", 29, new DateTime(2017, 5, 29), Sex.Female, Department.PD, 200000, new string[] { "reading", "run" })); employees.Add(new Employee("014", "Ava", 32, new DateTime(2017, 5, 29), Sex.Female, Department.PD, 400000, new string[] { "swimming" })); Console.WriteLine("Second iteration : "); foreach (var item in nameStartWithA) { Console.WriteLine(item.EmployeeName); } //******************************Output******************************* //First iteration : //Adolph //Antony //Asa //Aimee //Second iteration : //Adolph //Antony //Asa //Aimee //Amelia //Ava //*******************************************************************
补充:延迟加载的工作原理可从上一章节中对源码的分析得出。
2.立即执行
查询在定义表达式时立即执行,而不是在迭代中进行。通过调用ToArray()、ToList()等扩展方法可以实现此项操作。
下面,我们修改上一节中的示例来说明:
var nameStartWithA = (from e in employees where e.EmployeeName.StartsWith("A") select e).ToList(); Console.WriteLine("First iteration : "); foreach (var item in nameStartWithA) { Console.WriteLine(item.EmployeeName); } Console.WriteLine(); employees.Add(new Employee("011", "Lily", 25, new DateTime(2017, 5, 29), Sex.Female, Department.HR, 100000, new string[] { "shopping" })); employees.Add(new Employee("012", "Leo", 28, new DateTime(2017, 5, 29), Sex.Male, Department.IT, 200000, new string[] { "reading" })); employees.Add(new Employee("013", "Amelia", 29, new DateTime(2017, 5, 29), Sex.Female, Department.PD, 200000, new string[] { "reading", "run" })); employees.Add(new Employee("014", "Ava", 32, new DateTime(2017, 5, 29), Sex.Female, Department.PD, 400000, new string[] { "swimming" })); Console.WriteLine("Second iteration : "); foreach (var item in nameStartWithA) { Console.WriteLine(item.EmployeeName); } //******************************Output******************************* //First iteration : //Adolph //Antony //Asa //Aimee //Second iteration : //Adolph //Antony //Asa //Aimee //*******************************************************************
从输出结果中可以看出,两次迭代输出的结果相同,但是集合中值改变了。
示例代码下载:https://github.com/Answer-Geng/LINQ
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