LINQ的演变及其对C#设计的影响(1)

简单地说，LINQ是支持以类型安全方式查询数据的一系列语言扩展；它将在代号为“Orcas”的下一个版本Visual Studio中发布。待查询数据的形式可以是XML(LINQ到XML)、数据库(启用LINQ的ADO.NET，其中包括LINQ到SQL、LINQ到Dataset和LINQ到Entities)和对象(LINQ到Objects)等。LINQ体系结构如图1所示。

图1：LINQ体系结构

让我们看一些代码。在即将发布的“Orcas”版 C# 中，LINQ 查询可能如下所示：

var overdrawnQuery = from account in db.Accounts
where account.Balance < 0
select new { account.Name, account.Address };

当使用foreach遍历此查询的结果时，返回的每个元素都将包含一个余额小于0的帐户的名称和地址。

从以上示例中立即可以看出该语法类似于SQL。几年前，Anders Hejlsberg(C#的首席设计师)和Peter Golde曾考虑扩展C#以更好地集成数据查询。Peter时任C#编译器开发主管，当时正在研究扩展C#编译器的可能性，特别是支持可验证SQL之类特定于域的语言语法的加载项。另一方面，Anders则在设想更深入、更特定级别的集成。他当时正在构思一组“序列运算符”，能在实现IEnumerable的任何集合以及实现IQueryable的远程类型查询上运行。最终，序列运算符的构思获得了大多数支持，并且Anders于2004年初向比尔·盖茨的Thinkweek递交了一份关于本构思的文件。反馈对此给予了充分肯定。在设计初期，简单查询的语法如下所示：

sequence locals = customers.where(ZipCode == 98112);

在此例中，Sequence是IEnumerable的别名;“where”一词是编译器能理解的一种特殊运算符。Where运算符的实现是一种接受predicate委托(即bool Pred(T item)形式的委托)的普通C#静态方法。本构思的目的是让编辑器具备与运算符有关的特殊知识。这样将允许编译器正确调用静态方法并创建代码，将委托与表达式联系起来。

假设上述示例是C#的理想查询语法。在没有任何语言扩展的情况下，该查询在C# 2.0中又会是什么样子?

IEnumerable locals = EnumerableExtensions.Where(customers,delegate(Customer c)
{
　return c.ZipCode == 98112;
});

这个代码惊人地冗长，而且更糟糕的是，需要非常仔细地研究才能找到相关的筛选器(ZipCode == 98112)。这只是一个简单的例子；试想一下，如果使用数个筛选器、投影等，要读懂代码该有多难。冗长的根源在于匿名方法所要求的语法。在理想的查询中，除了要计算的表达式，表达式不会提出任何要求。随后，编译器将尝试推断上下文；例如，ZipCode实际上引用了Customer上定义的ZipCode。如何解决这一问题?将特定运算符的知识硬编码到语言中并不能令语言设计团队满意，因此他们开始为匿名方法寻求替代语法。他们要求该语法应极其简练，但又不必比匿名方法当前所需的编译器要求更多的知识。最终，他们发明了lambda表达式。

Lambda表达式

Lambda表达式是一种语言功能，在许多方面类似于匿名方法。事实上，如果lambda表达式首先被引入语言，那么就不会有对匿名方法的需要了。这里的基本概念是可以将代码视为数据。在C# 1.0中，通常可以将字符串、整数、引用类型等传递给方法，以便方法对那些值进行操作。匿名方法和lambda表达式扩展了值的范围，以包含代码块。此概念常见于函数式编程中。

我们再借用以上示例，并用lambda表达式替换匿名方法：

IEnumerable locals =EnumerableExtensions.Where(customers, c => c.ZipCode == 91822);

有几个需要注意的地方。对于初学者而言，lambda表达式简明扼要的原因有很多。首先，没有使用委托关键字来引入构造。取而代之的是一个新的运算符=>，通知编译器这不是正则表达式。其次，Customer类型是从使用中推断出来的。在此例中，Where方法的签名如下所示：

public static IEnumerable Where(IEnumerable items, Func＜T, bool＞ predicate)

编译器能够推断“c”是指客户，因为Where方法的第一个参数是IEnumerable，因此T事实上必须是Customer。利用这种知识，编译器还可验证Customer具有一个ZipCode成员。最后，没有指定的返回关键字。在语法形式中，返回成员被省略，但这只是为了语法便利。表达式的结果仍将视为返回值。

与匿名方法一样，Lambda表达式也支持变量捕获。例如，对于在lambda表达式主体内包含lambda表达式的方法，可以引用其参数或局部变量：

public IEnumerable LocalCusts(IEnumerable customers, int zipCode)
{
　return EnumerableExtensions.Where(customers,c => c.ZipCode == zipCode);
}

最后，Lambda表达式支持更冗长的语法，允许您显式指定类型，以及执行多条语句。例如：

return EnumerableExtensions.Where(customers,(Customer c) => { int zip = zipCode; 
  return c.ZipCode == zip; });