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Entity Framework技术系列之7：LINQ to Entities.pdf
Entity Framework 技术系列之 7：LINQ to Entities
LINQ to Entities
摘要：本文介绍 LINQ to Entities 的相关概念、基本语法，以及如何使用 LINQ to Entities
消费 Entity Framework 实体数据模型，实现各种查询功能。
前言
LINQ（Language Integrated Query，语言集成查询）是一组用于 C#和 VB.NET 语言
的扩展，它允许编写 C#或者 VB.NET 代码，以与查询数据库相同的方式操作内存数据。LINQ
提供了丰富的类似 SQL 的查询语法，功能强大且容易上手。下图汇总展示了 LINQ 技术的
官方实现集合：
图 1 官方 LINQ 实现汇总图
正如上图所示，LINQ to Entities 是 LINQ 技术在实体对象模型中的一种实现，它与 LINQ
to SQL 以及 LINQ to DataSets 一起构成了 LINQ to ADO.NET。LINQ to Entities 可以生成
eSQL，并支持使用 LINQ 语法对实体框架服务层进行查询。下图展示了 LINQ to Entities 消
费实体数据模型的技术细节：
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LanguageDataLINQLINQ to ObjectsVB.NET…Database…C#LINQ to SQLLINQ to DataSetsLINQ to EntitiesLINQ to DataSourceLINQ to XML/XSD……Memory ObjectsEntity Data ModelASP.NETXML or XSD Files
Entity Framework 技术系列之 7：LINQ to Entities
图 2 LINQ to Entities 与实体数据模型对应图
相关概念
在开始了解 LINQ to Entities 之前，需要先对.NET Framework 3.5 版本后对 C#语言的
几个扩展特性做一些阐释，这有助于我们更容易、更深刻的理解 LINQ to Entities 技术的原
理与实现。
一、隐式实例化局部变量
.NET Framework 3.5 后，实例化局部变量语法有了新的选择：使用“var”关键字隐式
类型化：
var user = new User();
隐式类型化语法与 Javascript 语言里声明变量的语法类似，它可以一定程度上简化实例
化局部变量的语法。但如果隐式实例化的作用仅限于此，那本文不会专门提及。隐式类型化
更重要的用途是用于匿名类型的实例化。
需要提醒注意的是，只有局部变量实例化允许使用隐式实例化语法。这表示私有变量实
例化无法享受该福利；同时，仅声明变量或实例化对象为 null 也是不允许使用隐式实例化
语法的。
二、对象初始化
对象初始化指在实例化对象时，即可对对象的属性进行赋值：
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DataCommandLINQ to Entities对象服务层概念层(CSDL)映射层(MSL)物理数据存储(SSDL)Entity SQL(eSQL)EntityClient和表达式树SQL方言关系数据库存储
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var user = new User()
{
ID = Guid.NewGuid(),
Account = "Apollo"
};
三、匿名类型
LINQ to Entities 的 Select 可以将实体类型投影为匿名类型，所以有必要对匿名类型作
简单介绍。匿名类型指的是不显示声明类型的细节，而是根据上下文环境需要，临时声明满
足需要的类型。由于该类型是临时需要的，所以不必为之命名。匿名类型的声明语法如下：
var user = new { ID = Guid.NewGuid(), Name = "Apollo" };
四、扩展方法
扩展方法是微软为扩展已有框架而创造的一个语法糖，.NET Framework 3.5 就是通过
很多扩展方法实现了对.NET Framework 2.0 的升级扩展的。扩展方法很神奇，被扩展的对
象可以不知道扩展方法的存在，就能在行为上得到扩展。扩展方法也很蹩脚，如果使用者不
知情，很可能不知道对象具有扩展行为；抑或知道有扩展方法，但是不知道要引用哪个扩展
库以使其支持扩展的行为。扩展方法的语法如下：
public static class UserExt
{
public static void Drink(this User user, object water)
{
…
}
}
五、Lambda 表达式
Lambda 表达式是由委托以及匿名方法发展而来的，它可将表达式或代码块（匿名方法）
赋 给 一 个 变 量 ， 从 而 以 最 少 量 的 输 入 实 现 编 码 目 的 。 Lambda 表 达 式 一 般 配 合
IEnumerable的静态扩展方法使用，完成对象集合的快捷查询操作。Lambda 表达式的
语法如下：
var user = db.Users.FirstOrDefault(o => o.Account == "Apollo");
六、标准查询操作符
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。标准查询操作符的语法和标准 SQL 很相似，这不是偶然，
而是微软有意为之，以使熟悉 SQL 的程序员们更容易上手。标准查询操作符的基本语法如
下：
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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。编译器会将上诉表达式转化为下
列以 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);
}
标准查询操作符
接下来，将针对数据查询操作中常用的条件查询、投影、分区、排序、分组、集合、元
素、量词和聚集等标准查询操作符进行分类介绍。
一、条件操作符
条件操作符 Where 类似于 SQL 中的 WHERE 子句，用于实现条件查询。下列扩展方
法表达式查询满足条件“角色不为空”的用户集合：
var user = db.Users.Where(o => o.Roles != null);
对应的标准查询操作符表达式为：
var users = from o in db.Users
where o.Roles != null
select o;
二、投影操作符
投影操作符 Select 类似于 SQL 中的 SELECT 子句，将对象投影为一个匿名类型实例，
用于控制指定查询迭代器显示或者处理的对象属性。另外，需要注意的是，扩展方法表达式
中的 Select 操作符并非必须的，省略模式下，会返回完整的被投影对象。下列扩展方法表
达式将用户的帐号和密码信息投影为一个匿名类型：
var users = db.Users.Select(o => new { o.Account, o.Password });
对应的标准查询操作符表达式为：
var users = from o in db.Users
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select new { o.Account, o.Password };
三、分区操作符
分区操作符实现对象的分区操作。其中，Take 操作符类似于 SQL 中的 TOP 操作符，
下列扩展方法表达式返回前 5 个用户对象：
var users = db.Users.OrderBy(o => o.Roles.Count).Take(5);
Skip 操作符用于跳过指定个数对象并返回序列中的剩余对象，下列扩展方法表达式返
回除前 10 个用户外的剩余用户：
var users = db.Users.OrderBy(o => o.Roles.Count).Skip(10);
TakeWhile 操作符用于返回条件表达式值为真时的相邻元素集合，下列扩展方法表达式
返回第一个拥有 3 个角色的用户之前的所有用户集合：
var users = db.Users.OrderBy(o => o.Roles.Count).TakeWhile(o => o.Roles.Count == 3);
SkipWhile 操作符用于跳过条件表达式值为真时的元素，并返回剩下的元素集合，下列
扩展方法表达式返回第一个拥有 3 个角色的用户之后的所有用户集合：
var users = db.Users.OrderBy(o => o.Roles.Count).SkipWhile(o => o.Roles == 3);
四、排序操作符
排序操作符实现对象的排序功能，包括 OrderBy、OrderByDescending、ThenBy、
ThenByDescending 和 Reverse 五个操作符。其中 OrderBy 操作符实现对象的升序排列，
相当于 SQL 中的 ORDER BY ASC 子句，下列扩展方法表达式实现用户按拥有的角色数进
行升序排列：
var users = db.Users.OrderBy(o => o.Roles.Count);
对应的标准查询操作符表达式为：
var users = from o in db.Users
orderby o.Roles.Count
select o;
OrderByDescending 操作符实现对象的降序排列，相当于 SQL 中的 ORDER BY DESC
子句，下列扩展方法表达式实现用户按拥有的角色数进行降序排列：
var users = db.Users.OrderByDescending(o => o.Roles.Count);
对应的标准查询操作符表达式为：
var users = from o in db.Users
orderby o.Roles.Count descending
select o;
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ThenBy、ThenByDescending 和 Reverse 操作符只能针对 IOrderedEnumerable 接口
对象使用，所以一般紧跟在 OrderBy/OrderByDesending 操作符方法后使用。ThenBy 操作
符由编译器翻译为对 OrderBy 操作符的再次调用；ThenByDescending 操作符由编译器翻
译为对 OrderByDescending 操作符的再次调用；Reverse 操作符实现对象的排序反向。这
里不再一一举例。
五、分组操作符
分组操作符 GroupBy 类似于 SQL 中的 GROUP BY 子句，实现对象的分组操作。下列
扩展方法表达式实现用户对象按拥有的角色数量进行分组：
var users = db.Users.GroupBy(o => o.Roles.Count);
对应的标准查询操作符表达式为：
var users = from o in db.Users
group o by o.Roles.Count into g
select new { RoleCount = g.Key, Group = g };
六、集合操作符
集合操作符包括 Distinct、Union、intersect 和 Except 四个操作符，除 Distinct 外，其
他三个操作符都可将两个序列组合成一个序列。Distinct 操作符类似于 SQL 中的 DISTINCT
关键字，用于删除序列中具有重复值的对象。下列扩展方法表达式实现将用户角色中的重复
角色删除功能：
var roles = user.Roles.Distinct();
Union 操作符类似于 SQL 中的 UNION 关键字，用于求具有同样结构的两个序列的并
集。下列扩展方法表达式实现将用户 1 和用户 2 所拥有的角色组合成一个角色集合，并排
除其中重复的角色：
var roles = user1.Roles.Union(user2.Roles);
Intersect 操作符类似于 SQL 中的 INTERSECT 关键字，用于求具有同样结构的两个序
列的交集。下列扩展方法表达式返回用户 1 和用户 2 都具有的角色集合：
var roles = user1.Roles.Intersect(user2.Roles);
Except 操作符类似于 SQL 中的 EXCEPT 关键字，用于返回第一个序列中有、但第二
个序列中没有的对象集合。下列扩展方法表达式返回用户 1 拥有，而用户 2 没有的角色集
合：
var roles = user1.Roles.Except(user2.Roles);
七、元素操作符
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元素操作符包括两组操作符，分别是用于从一个 IEnumerable序列中返回满足条件
的单个对象或无满足条件对象时抛异常的 First、Last 和 Single 操作符，以及返回满足条件
的 单 个 对 象 或 无 满 足 条 件 对 象 时 返 回 空 对 象 的 FirstOrDefault 、 LastOrDefault 和
SingleOrDefault 操作符。其中 First 和 FirstOrDefault 操作符用于返回第一个满足条件的对
象。下列扩展方法表达式返回第一个拥有三个角色的用户：
var user = db.Users.FirstOrDefault(o => o.Roles.Count == 3);
Last 和 LastOrDefault 操作符用于返回最后一个满足条件的对象。下列扩展方法表达式
返回最后一个拥有三个角色的用户：
var user = db.Users.LastOrDefault(o => o.Roles.Count == 3);
Single 和 SingleOrDefault 操作符用于返回满足条件的序列中的唯一元素，如果序列中
包含不止一个元素，将会抛异常。下列扩展方法表达式返回帐号为“Apollo”的唯一用户，
如果有多个用户帐号都为“Apollo”，则抛异常：
var user = db.Users.SingleOrDefault(o => o.Account == "Apollo");
八、量词操作符
量词操作符包括 Any、All 和 Contains 三个操作符，用于检查序列中是否有一些对象或
所有对象满足条件。其中，Any 操作符用于检查序列中是否有任何一个对象满足条件。下列
扩展方法表达式当有任何一个用户拥有三个角色时返回真，否则返回假：
var result = db.Users.Any(o => o.Roles.Count == 3);
All 操作符用于检查序列中是否所有对象均满足条件。下列扩展方法表达式当所有用户
均拥有三个角色时返回真，否则返回假：
var result = db.Users.All(o => o.Roles.Count == 3);
Contains 操作符用于检查序列中是否包含指定的对象。下列扩展方法表达式当集合中
包含用户 1 则返回真，否则返回假：
var result = db.Users.Where(o => o.Roles.Count == 3).Contains(user1);
九、聚集操作符
聚集操作符包括 Count、Min、Max、Sum 和 Average 等多个操作符，用于对对象集合
进行统计计算。其中，Count 操作符类似于 SQL 中的 COUNT 关键字，用于计算序列中满
足条件的对象个数。下列扩展方法表达式返回拥有 3 个角色的用户数量：
var result = db.Users.Count(o => o.Roles.Count == 3);
Min 操作符类似于 SQL 中的 MIN 关键字，用于返回按条件计算的最小值。下列扩展方
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法表达式返回拥有最少角色数量的用户所拥有的角色数量：
var result = db.Users.Min(o => o.Roles.Count);
Max 操作符类似于 SQL 中的 MAX 关键字，用于返回按条件计算的最大值。下列扩展
方法表达式返回拥有角色数量最多的用户所拥有的角色数量：
var result = db.Users.Max(o => o.Roles.Count);
Sum 操作符类似于 SQL 中的 SUM 关键字，用于返回按条件计算的总数。下列扩展方
法表达式返回已赋予用户的所有角色总数：
var result = db.Users.Sum(o => o.Roles.Count);
Average 操作符类似于 SQL 中的 AVERAGE 关键字，用于返回按条件计算的平均值。
下列扩展方法表达式，用于返回用户所拥有的角色平均数：
var result = db.Users.Average(o => o.Roles.Count);
总结
本文首先给出了 LINQ 技术的官方实现集合，以及 LINQ to Entities 实现的技术细节；
然后概要介绍了与 LINQ to Entities 相关的几个基本概念；最后对 LINQ to Entities 常用的标
准查询操作符的使用进行了分类介绍，从中也可以看出 LINQ to Entities 和 SQL 的功能基本
是一一对应的。
下一篇文章将综合运用本系列前文所介绍的所有技术，完成一个 RBAC 模型的设计与
实现。
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