C 中的 LINQ 查詢簡介#
查詢 是從數據源擷取數據的表達式。 不同的數據源有不同的原生查詢語言，例如關係資料庫 SQL 和 XML 的 XQuery。 開發人員必須針對必須支援的每個數據源或數據格式，學習新的查詢語言。 LINQ 為數據源和格式類型提供一致的 C# 語言模型，以簡化這種情況。 在 LINQ 查詢中，您一律會使用 C# 物件。 您可以使用相同的基本編碼模式來查詢和轉換 XML 檔、SQL 資料庫、.NET 集合中的數據，以及當 LINQ 提供者可供使用時的任何其他格式。
查詢作業的三個部分
所有 LINQ 查詢作業都包含三個不同的動作：
- 取得數據源。
- 建立查詢。
- 執行查詢。
下列範例示範如何以原始程式碼表示查詢作業的三個部分。 為了方便起見，此範例會使用整數數位作為數據源;不過，相同的概念也適用於其他數據源。 本文其餘部分會參考此範例。
// The Three Parts of a LINQ Query:
// 1. Data source.
int[] numbers = [ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 ];
// 2. Query creation.
// numQuery is an IEnumerable<int>
var numQuery = from num in numbers
where (num % 2) == 0
select num;
// 3. Query execution.
foreach (int num in numQuery)
{
Console.Write("{0,1} ", num);
}
下圖顯示完整的查詢作業。 在 LINQ 中，查詢的執行與查詢本身不同。 換句話說，您不會藉由建立查詢變數來擷取任何數據。
數據源
上述範例中的數據源是一個數位列，可支援泛型 IEnumerable<T> 介面。 這個事實表示可以使用LINQ進行查詢。 查詢會在 foreach 語句中執行，foreach 需要 IEnumerable 或 IEnumerable<T>。 支援 IEnumerable<T> 或衍生介面的類型，例如泛型 IQueryable<T>，稱為 可查詢的類型。
可查詢的類型不需要修改或特殊處理，才能做為LINQ數據源。 如果源數據尚未以可查詢類型的形式存在於記憶體中，LINQ 提供者必須以此類方式表示。 例如，LINQ to XML 會將 XML 檔載入可查詢 XElement 類型：
// Create a data source from an XML document.
// using System.Xml.Linq;
XElement contacts = XElement.Load(@"c:\myContactList.xml");
使用 EntityFramework時，您會在 C# 類別與資料庫架構之間建立物件關係型對應。 您可以針對物件撰寫查詢，並在運行時間 EntityFramework 處理與資料庫的通訊。 在下列範例中，Customers 代表資料庫中的特定數據表，而查詢結果的類型 IQueryable<T>衍生自 IEnumerable<T>。
Northwnd db = new Northwnd(@"c:\northwnd.mdf");
// Query for customers in London.
IQueryable<Customer> custQuery =
from cust in db.Customers
where cust.City == "London"
select cust;
如需如何建立特定數據源類型的詳細資訊，請參閱各種 LINQ 提供者的檔。 不過，基本規則很簡單：LINQ 數據源是任何支援泛型 IEnumerable<T> 介面的物件，或繼承自它的介面，通常 IQueryable<T>。
備註
支援非泛型介面 IEnumerable 的 ArrayList 類型也可以作為 LINQ 資料來源使用。 如需詳細資訊，請參閱 如何使用 LINQ （C#） 查詢 ArrayList。
查詢內容
查詢會指定要從數據源或來源擷取的資訊。 或者，查詢也會指定在傳回之前，該信息應該如何排序、分組和成形。 查詢會儲存在查詢變數中，並使用查詢表示式初始化。 您可以使用 C# 查詢語法 來撰寫查詢。
上一個範例中的查詢會傳回整數陣列中的所有偶數。 查詢表示式包含三個子句：from、where和 select。 （如果您熟悉 SQL，您注意到子句的順序與 SQL 中的順序相反。from 子句會指定數據源、where 子句套用篩選，而 select 子句會指定傳回專案的型別。 本節會詳細討論所有查詢子句。 目前，重點是在LINQ中，查詢變數本身不會採取任何動作，而且不會傳回任何數據。 它只會儲存在稍後執行查詢時產生結果所需的資訊。 如需查詢建構方式的詳細資訊，請參閱 標準查詢運算元概觀 （C#）。
備註
您也可以使用方法語法來表示查詢。 如需詳細資訊，請參閱 LINQ 中的查詢語法和方法語法。
依執行方式分類標準查詢運算符
標準查詢運算子方法的 LINQ to Objects 實作會以兩種主要方式之一執行：立即 或 延遲。 使用延遲執行的查詢運算子可以另外分成兩個類別：串流 和 非串流。
立即
立即執行表示數據源已讀取，且作業會執行一次。 所有傳回純量結果的標準查詢運算子都會立即執行。 這類查詢的範例包括 Count、Max、Average和 First。 這些方法在沒有明確的 foreach 語句的情況下執行，因為查詢本身必須使用 foreach 來傳回結果。 這些查詢會傳回單一值，而不是 IEnumerable 集合。 您可以使用 Enumerable.ToList 或 Enumerable.ToArray 方法來強制 任何 查詢立即執行。 立即執行可讓您重複使用查詢結果，而不是查詢宣告。 結果會擷取一次，然後儲存以供日後使用。 下列查詢會傳回來源陣列中偶數的計數：
var evenNumQuery = from num in numbers
where (num % 2) == 0
select num;
int evenNumCount = evenNumQuery.Count();
若要強制立即執行任何查詢並快取其結果，您可以呼叫 ToList 或 ToArray 方法。
List<int> numQuery2 = (from num in numbers
where (num % 2) == 0
select num).ToList();
// or like this:
// numQuery3 is still an int[]
var numQuery3 = (from num in numbers
where (num % 2) == 0
select num).ToArray();
您也可以在查詢表示式後面立即放置 foreach 迴圈，以強制執行。 不過，藉由呼叫 ToList 或 ToArray，您也會將所有資料快取到單一的集合物件中。
已延遲
延遲執行表示作業不會在宣告查詢的程式代碼中執行。 只有在列舉查詢變數時，才會執行此作業，例如使用 foreach 語句。 執行查詢的結果取決於執行查詢時數據源的內容，而不是定義查詢時。 如果多次列舉查詢變數，則每次結果可能會有所不同。 幾乎所有傳回型別為 IEnumerable<T> 或 IOrderedEnumerable<TElement> 的標準查詢運算符都是以延遲方式執行的。 延遲執行提供查詢重複使用的功能，因為每次對查詢結果進行迭代時，都會從資料來源擷取更新的資料。 下列程式代碼顯示延遲執行的範例：
foreach (int num in numQuery)
{
Console.Write("{0,1} ", num);
}
foreach 語句也是擷取查詢結果的位置。 例如，在上一個查詢中，反覆運算變數 num 在傳回的序列中保留每個值（一次一個）。
因為查詢變數本身永遠不會保存查詢結果，所以您可以重複執行它來擷取更新的數據。 例如，個別的應用程式可能會持續更新資料庫。 在 應用程式中，您可以建立一個查詢來擷取最新的數據，而您可以依間隔執行它來擷取更新的結果。
使用延後執行的查詢運算符可另外分類為串流或非串流。
串流
串流運算元不需要讀取所有源數據，才能產生元素。 在執行時，串流運算符會在讀取時在每個來源元素上執行其作業，並在適當時產生元素。 串流運算符會繼續讀取來源元素，直到產生結果項目為止。 這表示可能會讀取多個來源元素來產生一個結果元素。
非串流
非串流運算符必須先讀取所有來源資料，才能產生結果元素。 排序或群組之類的作業屬於此類別。 在執行時，非串流查詢運算符會讀取所有源數據、將其放入數據結構、執行作業，併產生產生的元素。
分類數據表
下表根據其執行方法，將每個標準查詢運算符方法分類。
備註
如果運算符在兩個數據行中標示，則作業會涉及兩個輸入序列，而且每個序列會以不同的方式進行評估。 在這些情況下，它一律是參數清單中的第一個序列，會以延遲的串流方式進行評估。
LINQ to Objects
“LINQ to Objects” 是指直接搭配任何 IEnumerable 或 IEnumerable<T> 集合使用 LINQ 查詢。 您可以使用 LINQ 來查詢任何可列舉的集合，例如 List<T>、Array或 Dictionary<TKey,TValue>。 集合可以是使用者定義或 .NET API 所傳回的類型。 在 LINQ 方法論中，您可以撰寫宣告式程式碼來描述您想要擷取的資料。 LINQ to Objects 提供使用 LINQ 進行程式設計的絕佳簡介。
LINQ 查詢比傳統 foreach 迴圈提供三個主要優點：
- 它們更簡潔且更容易閱讀，尤其是在篩選多個條件時。
- 它們提供功能強大的篩選、排序和分組功能，最少的應用程式程序代碼。
- 它們可以移植到其他數據源，而不需要修改。
您想要對數據執行的作業越複雜，使用 LINQ 而非傳統迭代技術就越有好處。
將查詢的結果儲存在記憶體中
查詢基本上是一組如何擷取及組織數據的指示。 查詢會以惰性執行，因為僅在請求結果中的每個後續項目時才進行處理。 當您使用 foreach 來迭代結果時，項目會隨著存取而傳回。 若要評估查詢並儲存其結果而不執行 foreach 迴圈，只要在查詢變數上呼叫下列其中一個方法：
當您儲存查詢結果時，應該將傳回的集合物件指派給新的變數，如下列範例所示：
List<int> numbers = [ 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 ];
IEnumerable<int> queryFactorsOfFour = from num in numbers
where num % 4 == 0
select num;
// Store the results in a new variable
// without executing a foreach loop.
var factorsofFourList = queryFactorsOfFour.ToList();
// Read and write from the newly created list to demonstrate that it holds data.
Console.WriteLine(factorsofFourList[2]);
factorsofFourList[2] = 0;
Console.WriteLine(factorsofFourList[2]);
