語言整合查詢（英語：Language Integrated Query，縮寫：LINQ），發音"link"，是微軟的一項技術，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日隨.NET Framework 3.5發佈了LINQ技術。
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依賴於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（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，並寫入編譯目標文件中，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。
匿名類型本質上是表達元組（tuple），採用值語意。
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;
}
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from RangeVariable in IEnumerable<T>或IQueryable<T>的Collection <Standard Query Operators> <lambda expression> <select or groupBy operator> <result formation>
LINQ查詢時有兩種語法可供選擇：查詢表達式語法（Query Expression）和流利語法（Fluent Syntax）。前者使用查詢運算子；後者利用System.Linq.Enumerable類中定義的擴充方法和Lambda表達式方式進行查詢。CLR本身並不理解查詢表達式語法，它只理解流利語法。編譯器負責把查詢表達式語法編譯為流利語法。
以下是一個範例LINQ方法語法的查詢，返回陣列中的偶數：
int[] ints={1,2,3,4};
var result = ints.Where(p => p % 2 == 0).ToArray();
對比流利語法和C#的傳統語法：
// 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()
);
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System.Linq.Enumerable靜態類別宣告了一套標準查詢運算子（Standard Query Operators，SQO）方法集合。基本語法如下：
using (var db = new EntityContext())
{
var roles = from o in db.Users
where o.Account == "Apollo"
select o.Roles;
…
}
標準查詢運算子和Lambda表達式的關係非常密切。編譯器會將上述表達式轉化為下述以Lambda表達式為參數的顯式擴充方法呼叫序列：
using (var db = new EntityContext())
{
var roles = db.Users.Where(o => o.Account == "Apollo").Select(o => o.Roles);
}
| 運算子 | 類別 | 語意 | 流利語法範例 | 查詢表達式語法範例 |
|---|---|---|---|---|
| Where | 篩選運算子(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 | 投影運算子(Projection) | 將對象投影為一個匿名類型實例 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 | 投影運算子(Projection) | 返回多行結果，用於多表的交叉連接（cross join） | Dim res = Employees.SelectMany(Function(e)
e.Family.Select(Function(c)c.name))
| |
| Skip | 分塊運算子(Partitioning) | 跳過前n個元素 | var users =
db.Users.OrderBy(
o => o.Roles.Count
).Skip(10);
|
|
| SkipWhile | 分塊運算子(Partitioning) | 跳過起始處使條件為真的所有元素 | var users =
db.Users.OrderBy(
o => o.Roles.Count).SkipWhile(
o => o.Roles == 3);
|
|
| Take | 分塊運算子(Partitioning) | 返回開頭之處的n個元素 | var users =
db.Users.OrderBy(
o => o.Roles.Count).Take(5);
|
|
| TakeWhile | 分塊運算子(Partitioning) | 返回起始處使條件為真的所有元素 | var users =
db.Users.OrderBy(
o => o.Roles.Count).TakeWhile(
o => o.Roles.Count == 3);
|
|
| Join | 連接運算子 | 內連接兩個或多個表，僅限於Equals運算子 | 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 | 連接運算子 | 類似於LEFT OUTER JOIN，右側集合匹配於左側集合鍵值的元素被分組 | From cust In customers Group
Join ord In orders
On cust.CustomerID
Equals ord.CustomerID
Into CustomerOrders = Group,
OrderTotal = Sum(ord.Total)
| |
| Concat | 合併運算子 | 用於連接兩個序列 | returnValue = firstSeq.Concat(secondSeq) | |
| OrderBy | 排序運算子(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 | 排序運算子(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 | 排序運算子(Ordering) | 只能對IOrderedEnumerable介面對象使用 | ||
| ThenByDescending | 排序運算子(Ordering) | 只能對IOrderedEnumerable介面對象使用 | ||
| Reverse | 排序運算子(Ordering) | 只能對IOrderedEnumerable介面對象使用 | ||
| GroupBy | 分組運算子 | 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 | 集合運算子 | 去重複 | var roles =
user.Roles.Distinct();
|
|
| Union | 集合運算子 | 集合併，還去重複 | var roles =
user1.Roles.Union(
user2.Roles);
|
|
| Intersect | 集合運算子 | 集合交 | var roles =
user1.Roles.Intersect(
user2.Roles);
|
|
| Except | 集合運算子 | 集合差 | var roles =
user1.Roles.Except(
user2.Roles);
|
|
| AsEnumerable | 轉換運算子 | 用於把一個IEnumerable的衍生類型轉化為IEnumerable類型 | ||
| AsQueryable | 轉換運算子 | IEnumerable(Of T)轉化為IQueryable(Of T). | ||
| ToArray | 轉換運算子 | 轉換為陣列 | ||
| ToList | 轉換運算子 | 轉換為List | ||
| ToDictionary | 轉換運算子 | 轉換為一對一的字典（鍵-值對的集合） | ||
| ToLookup | 轉換運算子 | 轉換為一對多的字典（鍵-值集的集合） | ||
| OfType | 轉換運算子 | 取得指定類型的元素組成一個陣列 | object[] numbers = { null, 1.0,
"two", 3, "four", 5,
"six", 7.0 };
var doubles =
numbers.OfType<double>();
| |
| Cast | 轉換運算子 | 把序列的所有元素轉換為指定類型 | ||
| SequenceEqual | 相等運算子 | 兩個序列的元素依次相同返回真。 使用元素所屬類的IEqualityComparer(Of T) 泛型介面做相等比較 |
||
| First | 元素運算子 | 返回序列第一個元素（或滿足條件第一個元素），沒有則異常 | ||
| FirstOrDefault | 元素運算子 | 返回序列第一個元素，沒有則返回空或預設值 | var user =
db.Users.FirstOrDefault(
o => o.Roles.Count == 3);
|
|
| Last | 元素運算子 | 返回序列最後一個元素，沒有則異常 | ||
| LastOrDefault | 元素運算子 | 返回序列最後一個元素，沒有則返回空或預設值 | var user =
db.Users.LastOrDefault(
o => o.Roles.Count == 3);
|
|
| Single | 元素運算子 | 返回序列唯一元素，如果沒有元素或多個元素則異常 | ||
| SingleOrDefault | 元素運算子 | 返回序列唯一元素，如果多個元素則異常 | var user = db.Users.SingleOrDefault(o => o.Account == "Apollo");
|
|
| ElementAt | 元素運算子 | 返回序列指定元素，失敗則異常 | ||
| ElementAtOrDefault | 元素運算子 | 返回序列指定元素，失敗則空或預設值 | ||
| DefaultIfEmpty | 元素運算子 | 返回序列，如果序列為空則返回元素的預設值 | For Each number As Integer
In numbers.DefaultIfEmpty()
output.AppendLine(number)
Next
| |
| All | 量詞運算子 | 序列所有元素滿足條件則為真 | var result
= db.Users.All(
o => o.Roles.Count == 3);
|
|
| Any | 量詞運算子 | 序列有一個元素滿足條件則為真 | var result
= db.Users.Any(
o => o.Roles.Count == 3);
|
|
| Contains | 量詞運算子 | 是否包含一個元素 | var result =
db.Users.Where(
o => o.Roles.Count == 3
).Contains(user1);
|
|
| Count | 聚合統計運算子 | 計數，可選一個謂詞 | var result
= db.Users.Count
(o => o.Roles.Count == 3);
|
|
| LongCount | 聚合統計運算子 | 計數，返回Int64類型 | ||
| Sum | 聚合統計運算子 | 求和，可選對一個lambda函數表達式 | var result
= db.Users.Sum
(o => o.Roles.Count);
|
|
| Min | 聚合統計運算子 | 最小值，可選對一個lambda函數表達式 | var result
= db.Users.Min
(o => o.Roles.Count);
|
|
| Max | 聚合統計運算子 | var result
= db.Users.Max
(o => o.Roles.Count);
|
||
| Average | 聚合統計運算子 | var result
= db.Users.Average
(o => o.Roles.Count);
|
||
| Aggregate | 聚合統計運算子 | 參數為一個委託，在序列的每個元素上執行該委託。 委託的第一個參數為當前累計值，第二個參數為當前元素， 返回值為新的累計值 |
Dim reversed As String =
words.Aggregate(
Function(ByVal current,
ByVal word)
word & " " & current)
| |
| equals/Equals | 關鍵字 | 用於Join子句 | ||
| from/From | 關鍵字 | |||
| in/In | 關鍵字 | 指出數據源 | ||
| into/Into | 關鍵字 | 用於Group By子句 | ||
| key | 關鍵字 | 用於Group By子句的無名類型 | ||
| let | 關鍵字 | 給表達式定義別名 | From prod In products
Let Discount =
prod.UnitPrice * 0.1
Where Discount >= 50
Select prod.ProductName,
prod.UnitPrice, Discount
| |
| Group | 關鍵字 | 在GroupBy子句的Into中用於辨識分組結果 | From num In numbers
Group num By
remainder5 =
(num Mod 5) Into Group
| |
| Range | 方法 | 產生一個整數序列 | From n In
Enumerable.Range(100, 50)
| |
| Repeat | 方法 | 產生一個整數序列 | From n In
Enumerable.Repeat(7, 10)
|
LINQ的各式言語支援度
下列的言語支援LINQ。
- C# 3.0
- F# 1.1.8.1
- Visual Basic 2008（9.0）
LINQ的範例
一個簡單例子：
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);
}
}
}
}
輸出： 49 25 1
另一個例子：
// 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支援
LINQ目前由Visual Studio 2008、2010、2012、2013、2015、2017、2019支援。
語言擴充
微軟同樣提供了LINQExtender，允許用戶在不了解LINQ實現細節的情況下，編寫自己的LINQ擴充。 如：LINQ to Twitter,LINQ to Oracle,LINQ to Active Directory等
參考文獻
外部連結
參見
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