语言集成查询

语言集成查询（英語：Language Integrated Query，縮寫：LINQ），發音"link"，是微軟的一项技术，新增一種自然查詢的SQL語法到.NET Framework的程式語言中，目前可支援C#以及Visual Basic .NET語言。2007年11月19日随.NET Framework 3.5发布了LINQ技术。

包括LINQ to Objects、LINQ to SQL、LINQ to Datasets、LINQ to Entities、LINQ to Data Source、LINQ to XML/XSD等。

語言風格

LINQ依赖于語言的多項新增風格，來展示出查詢語言的擴充性。例如：C#:

匿名型別

匿名型別（Anonymous type）是C# 3.0與Visual Basic 9.0新增的功能，它允許開發人員可以使用不具型別的方式建立新的資料結構，而真正的型別在編譯時期，由C# (或VB) Compiler自動產生，並寫入編譯目的檔中，它可以讓開發人員能夠很簡單利用匿名型別建立物件，LINQ中的select指令即是利用這種特性來建立回傳物件。

匿名类型本质上是表达元组（tuple），采用值语义。

下列使用匿名型別的程式碼：

 [WebGet]  public IQueryable<Categories> GetCategoryByName(string CategoryName)  {  try  {  var query = base.CurrentDataSource.Categories.Where 　　　　　　　　　("it.CategoryName = @Name", new ObjectParameter[] { new ObjectParameter("Name", CategoryName) });  }  catch (Exception)  {  throw;  }  return query;  }

會由編譯器改寫為：

 [WebGet]  public IQueryable<Categories> GetCategoryByName(string CategoryName)  {  IQueryable<Categories> CS$1$0000;　// 由編譯器改寫而成。  try  {  CS$1$0000 = base.CurrentDataSource.Categories.Where 　　　　　　　　　("it.CategoryName = @Name", new ObjectParameter[] { new ObjectParameter("Name", CategoryName) });  }  catch (Exception)  {  throw;  }  return CS$1$0000;  }

擴展方法 (Extension method)

Lambda表達式 (Lambda expression)

表達式樹 (Expression tree)

查询表达式语法

from RangeVariable in IEnumerable<T>或IQueryable<T>的Collection <Standard Query Operators> <lambda expression> <select or groupBy operator> <result formation>

流利语法

LINQ查询时有两种语法可供选择：查询表达式语法（Query Expression）和流利语法（Fluent Syntax）。前者使用查询运算符；后者利用System.Linq.Enumerable类中定义的扩展方法和Lambda表达式方式进行查询。CLR本身并不理解查询表达式语法，它只理解流利语法。编译器负责把查询表达式语法编译为流利语法。

以下是一个示例LINQ方法语法的查询，返回数组中的偶数：

int[] ints={1,2,3,4}; var result = ints.Where(p => p % 2 == 0).ToArray();

对比流利语法和C#的传统语法：

// extension methods make LINQ elegant  IEnumerable<string> query = names  .Where(n => n.Contains("a"))  .OrderBy(n => n.Length)  .Select(n => n.ToUpper());   // static methods lose query's fluency  IEnumerable<string> query2 =  Enumerable.Select(  Enumerable.OrderBy(  Enumerable.Where(names, n => n.Contains("a")  ), n => n.Length  ), n => n.ToUpper()  );

標準查詢運算子 (Standard query operators)

System.Linq.Enumerable静态类声明了一套标准查询操作符（Standard Query Operators，SQO）方法集合。基本语法如下：

 using (var db = new EntityContext())  {  var roles = from o in db.Users  where o.Account == "Apollo"  select o.Roles;  …  }

标准查询操作符和Lambda表达式的关系非常密切。编译器会将上述表达式转化为下述以Lambda表达式为参数的显式扩展方法调用序列：

 using (var db = new EntityContext())  {  var roles = db.Users.Where(o => o.Account == "Apollo").Select(o => o.Roles);  }

操作符	类别	语义	流利语法示例	查询表达式语法示例
Where	筛选操作符(Restriction)	Predicate→bool	var user = db.Users.Where( o => o.Roles != null);	var users = from o in db.Users where o.Roles != null select o;
Select	投影操作符(Projection)	将对象投影为一个匿名类型实例 TSource→TResult	var users = db.Users.Select (o => new { o.Account, o.Password });	var users = from o in db.Users select new { o.Account, o.Password };
SelectMany	投影操作符(Projection)	返回多行结果，用于多表的交叉连接（cross join）	Dim res = Employees.SelectMany(Function(e) e.Family.Select(Function(c)c.name))
Skip	分块操作符(Partitioning)	跳过前n个元素	var users = db.Users.OrderBy( o => o.Roles.Count ).Skip(10);
SkipWhile	分块操作符(Partitioning)	跳过起始处使条件为真的所有元素	var users = db.Users.OrderBy( o => o.Roles.Count).SkipWhile( o => o.Roles == 3);
Take	分块操作符(Partitioning)	返回开头之处的n个元素	var users = db.Users.OrderBy( o => o.Roles.Count).Take(5);
TakeWhile	分块操作符(Partitioning)	返回起始处使条件为真的所有元素	var users = db.Users.OrderBy( o => o.Roles.Count).TakeWhile( o => o.Roles.Count == 3);
Join	连接操作符	内连接两个或多个表，仅限于Equals运算符	var categoriesProducts = from c in nWEntities.Categories join p in nWEntities.Products on c.CategoryID equals p.CategoryID into productsByCategoryID select new { c.CategoryName, productCount = productsByCategoryID.Count() };
GroupJoin	连接操作符	类似于LEFT OUTER JOIN，右侧集合匹配于左侧集合键值的元素被分组	From cust In customers Group Join ord In orders On cust.CustomerID Equals ord.CustomerID Into CustomerOrders = Group, OrderTotal = Sum(ord.Total)
Concat	合并操作符	用于连接两个序列	returnValue = firstSeq.Concat(secondSeq)
OrderBy	排序操作符(Ordering)	升序排列 TSource→TKey	var users = db.Users.OrderBy( o => o.Roles.Count);	var users = from o in db.Users orderby o.Roles.Count select o;
OrderByDescending	排序操作符(Ordering)	降序排列	var users = db.Users.OrderByDescending( o => o.Roles.Count);	var users = from o in db.Users orderby o.Roles.Count descending select o;
ThenBy	排序操作符(Ordering)	只能对IOrderedEnumerable接口对象使用
ThenByDescending	排序操作符(Ordering)	只能对IOrderedEnumerable接口对象使用
Reverse	排序操作符(Ordering)	只能对IOrderedEnumerable接口对象使用
GroupBy	分组操作符		var users = db.Users.GroupBy( o => o.Roles.Count);	var users = from o in db.Users group o by o.Roles.Count into g select new { RoleCount = g.Key, Group = g };
Distinct	集合操作符	去重复	var roles = user.Roles.Distinct();
Union	集合操作符	集合并，还去重复	var roles = user1.Roles.Union( user2.Roles);
Intersect	集合操作符	集合交	var roles = user1.Roles.Intersect( user2.Roles);
Except	集合操作符	集合差	var roles = user1.Roles.Except( user2.Roles);
AsEnumerable	转换操作符	用于把一个IEnumerable的派生类型转化为IEnumerable类型
AsQueryable	转换操作符	IEnumerable(Of T)转化为IQueryable(Of T).
ToArray	转换操作符	转换为数组
ToList	转换操作符	转换为List
ToDictionary	转换操作符	转换为一对一的字典（键-值对的集合）
ToLookup	转换操作符	转换为一对多的字典（键-值集的集合）
OfType	转换操作符	获取指定类型的元素组成一个数组	object[] numbers = { null, 1.0, "two", 3, "four", 5, "six", 7.0 }; var doubles = numbers.OfType<double>();
Cast	转换操作符	把序列的所有元素转换为指定类型
SequenceEqual	相等操作符	两个序列的元素依次相同返回真。使用元素所属类的IEqualityComparer(Of T) 泛型界面做相等比较
First	元素操作符	返回序列第一个元素（或满足条件第一个元素），没有则异常
FirstOrDefault	元素操作符	返回序列第一个元素，没有则返回空或默认值	var user = db.Users.FirstOrDefault( o => o.Roles.Count == 3);
Last	元素操作符	返回序列最后一个元素，没有则异常
LastOrDefault	元素操作符	返回序列最后一个元素，没有则返回空或默认值	var user = db.Users.LastOrDefault( o => o.Roles.Count == 3);
Single	元素操作符	返回序列唯一元素，如果没有元素或多个元素则异常
SingleOrDefault	元素操作符	返回序列唯一元素，如果多个元素则异常	var user = db.Users.SingleOrDefault(o => o.Account == "Apollo");
ElementAt	元素操作符	返回序列指定元素，失败则异常
ElementAtOrDefault	元素操作符	返回序列指定元素，失败则空或默认值
DefaultIfEmpty	元素操作符	返回序列，如果序列为空则返回元素的默认值	For Each number As Integer In numbers.DefaultIfEmpty() output.AppendLine(number) Next
All	量词操作符	序列所有元素满足条件则为真	var result = db.Users.All( o => o.Roles.Count == 3);
Any	量词操作符	序列有一个元素满足条件则为真	var result = db.Users.Any( o => o.Roles.Count == 3);
Contains	量词操作符	是否包含一个元素	var result = db.Users.Where( o => o.Roles.Count == 3 ).Contains(user1);
Count	聚合统计操作符	计数，可选一个谓词	var result = db.Users.Count (o => o.Roles.Count == 3);
LongCount	聚合统计操作符	计数，返回Int64类型
Sum	聚合统计操作符	求和，可选对一个lambda函数表达式	var result = db.Users.Sum (o => o.Roles.Count);
Min	聚合统计操作符	最小值，可选对一个lambda函数表达式	var result = db.Users.Min (o => o.Roles.Count);
Max	聚合统计操作符		var result = db.Users.Max (o => o.Roles.Count);
Average	聚合统计操作符		var result = db.Users.Average (o => o.Roles.Count);
Aggregate	聚合统计操作符	参数为一个委托，在序列的每个元素上执行该委托。委托的第一个参数为当前累计值，第二个参数为当前元素，返回值为新的累计值	Dim reversed As String = words.Aggregate( Function(ByVal current, ByVal word) word & " " & current)
equals/Equals	关键字	用于Join子句
from/From	关键字
in/In	关键字	指出数据源
into/Into	关键字	用于Group By子句
key	关键字	用于Group By子句的无名类型
let	关键字	给表达式定义别名	From prod In products Let Discount = prod.UnitPrice * 0.1 Where Discount >= 50 Select prod.ProductName, prod.UnitPrice, Discount
Group	关键字	在GroupBy子句的Into中用于辨识分组结果	From num In numbers Group num By remainder5 = (num Mod 5) Into Group
Range	方法	产生一个整数序列	From n In Enumerable.Range(100, 50)
Repeat	方法	产生一个整数序列	From n In Enumerable.Repeat(7, 10)

LINQ的各式言語支援度

下列的言語支持LINQ。

C# 3.0
F# 1.1.8.1
Visual Basic 2008（9.0）

註：C++/CLI尚未支援LINQ。但是有第三方的C++套件^[1]，以及第三方的PHP套件^[2]

LINQ的範例

一个简单例子：

using System; using System.Linq; namespace DuckTyping {  internal class Program  {  private static void Main()  {  int[] array = { 1, 5, 2, 10, 7 };   // Select squares of all odd numbers in the array sorted in descending order  var results = from x in array  where x % 2 == 1  orderby x descending  select x * x;  foreach (var result in results)  {  Console.WriteLine(result);   }  }  } }

输出： 49 25 1

另一个例子：

// the Northwind type is a subclass of DataContext created by SQLMetal // Northwind.Orders is of type Table<Order> // Northwind.Customers is of type Table<Customer> Northwind db = new Northwind(connectionString);   // use 'var' keyword because there is no name for the resultant type of the projection   var q = from o in db.Orders  from c in db.Customers  where o.Quality == "200" && (o.CustomerID == c.CustomerID)  select new { o.DueDate, c.CompanyName, c.ItemID, c.ItemName };   // q is now an IEnumerable<T>, where T is the anonymous type generated by the compiler foreach (var t in q) {  // t is strongly typed, even if we can't name the type at design time    Console.WriteLine("DueDate Type = {0}", t.DueDate.GetType());  Console.WriteLine("CompanyName (lowercased) = {0}", t.CompanyName.ToLower());  Console.WriteLine("ItemID * 2 = {0}", t.ItemID * 2); }

Visual Studio支持

LINQ目前由Visual Studio 2008、2010、2012、2013、2015、2017、2019支持。

语言扩展

微软同样提供了LINQExtender，允许使用者在不了解LINQ实现细节的情况下，编写自己的LINQ扩展。如：LINQ to Twitter,LINQ to Oracle,LINQ to Active Directory等

参考文献

^ LINQ for C++. [2014-02-18]. （原始内容于2014-02-16）.
^ PHPLinq. [2014-02-18]. （原始内容于2014-02-22）.

外部連結

（已失效）
101 C# LINQ Samples（页面存档备份，存于互联网档案馆）
101 Visual Basic LINQ Samples（页面存档备份，存于互联网档案馆）
LINQ wiki（页面存档备份，存于互联网档案馆）
LINQExtender（页面存档备份，存于互联网档案馆）

参见

物件關聯對映（ORM）

[1] LINQ for C++. [2014-02-18]. （原始内容于2014-02-16）.

[2] PHPLinq. [2014-02-18]. （原始内容于2014-02-22）.

[1]

[2]

www.wiki2.zh-cn.nina.az