應用程序還需要操作存儲在其他數據源（如SQL數據庫或XML文件）中的數據，甚至通過Web服務訪問它們。傳統上，查詢這些數據源時需要使用不同的語法，且在編譯期間不進行類型檢查。
一、LINQ
在.NET Framework中，查詢表達式是一組統稱為語言集成查詢（LINQ）的技術的一部分，將查詢功能直接集成到了C#語言中。LINQ是.NET Framework 3.5新增的，它提供了適用于所有數據源（SQL數據庫、XML文檔、Web服務、ADO.NET數據庫以及任何支持接口IEnumberable或IEnumerable<T>的集合）的查詢語言，從而避免了操作數據和對象時經常出現的語言不匹配問題。
LINQ讓查詢變成了基本語言構造，就像算術運算和流程控制語句是C#基本概念一樣。LINQ 查詢將重點放在常用的操作而不是數據結構上，能夠以一致的方式從任何支持的數據源檢索數據，并對其進行轉換。
與SQL（Structured Query Language，結構化查詢語言）查詢相比，LINQ查詢的語法相同，使用的一些關鍵字相同，提供的很多優點也相同。您可隨便修改被查詢的底層數據的結構，而不會導致需要修改查詢。SQL只能用于操作關系型數據，而LINQ支持的數據結構要多得多。
如下代碼是一個用于Contact對象集合的查詢
class Contact
{
public int Id { get; set; }
public string Company { get; set; }
public string LastName { get; set; }
public string FirstName { get; set; }
public string Address { get; set; }
public string City { get; set; }
public string StateProvince { get; set; }
}
IEnumerable<Contact> contacts = GetContacts();
var result = from contact in contacts select contact.FirstName;
foreach(var name in result)
{
Console.WriteLine(name);
}
這個簡單的查詢演示了 C#語言支持的聲明性語法（declartive syntax，也叫 query comprehension syntax）。這種語法讓您能夠使用類似于SQL查詢的語法編寫查詢，靈活性和表達能力都極強。雖然查詢表達式中所有的變量都是強類型的，但是在大多數情況下，不需要顯式地指定類型，因為編譯器能夠推斷出來。
ps：LINQ查詢語法
如果您熟悉SQL，就不會對LINQ使用的查詢語法感到陌生。最明顯的差別是，from運算符位于select運算符的前面，而不像SQL中那樣位于后面。
1.1 選擇數據
雖然上述所示的代碼看起來可能很簡單，但是實際上涉及的內容很多。首先應注意到的是，使用了一個類型將隱式確定的變量result，其類型實際上是IEnumerable<string>。查詢表達式（賦值運算符右邊的代碼）的結果為查詢，而不是查詢的結果。select 子句返回一個對象，該對象表示對一個序列（ contacts 列表）執行投影操作的結果（一系列contact.FirstName值）。由于結果是一系列字符串，因此result必然是由字符串組成的可枚舉集合。當前，并不會檢索數據，而只是返回一個可枚舉集合，以后再將數據取回。
這個查詢相當于說，從contacts指定的數據源中，選擇每個元素（contact）的FirstName字段。from子句中指定的變量contact類似于foreach語句中的迭代變量，它是一個只讀局部變量，作用域為查詢表達式。in子句指定了要從中查詢元素的數據源，而select子句指定在迭代期間只選擇每個元素的contact.FirstName字段。
選擇單個字段時，這種語法的效果很好，但通常需要選擇多個字段，甚至以某種方式對數據進行變換，如合并字段。所幸的是，LINQ通過類似的語法提供了這樣的支持。實際上，有多種方法執行這些類型的選擇。
第一種方法是在select子句中拼接這些字段，這樣將只返回一個字段，如下代碼所示：
var result = from contact in contacts select contact.FirstName + " " + contact.LastName;
foreach(var name in result)
{
Console.WriteLine(name);
}
顯然，這種選擇方式只適用于有限的情形。一種更靈活的方法是返回多個字段，即返回一個數據子集，如下所示：
var result = from contact in contacts
select new
{
Name = contact.LastName + ", " + contact.FirstName;
DateOfBirth = contact.DateOfBirth
};
foreach(var contact in result)
{
Console.WriteLine("{0} born on {1}", contact.Name, contact.DateOfBirth);
}
這里返回的仍是IEnumberable，但其類型是什么呢？如果查看程序中的select子句，就會發現它返回了一種新類型，其中包含字段contact.FirstName和contact.LastName的值。這實際上是一個匿名類型（anonymous type），它包含屬性Name和DateOfBirth。這種類型之所以是匿名的，是因為它沒有名稱。無需顯式地聲明與返回值對應的新類型，編譯器會自動生成。
ps：匿名類型
以這種方式創建匿名類型是LINQ工作方式的核心，如果沒有var提供的引用類型，這根本不可能。
1.2 篩選數據
選擇數據很重要，但以這種方式選擇數據時，無法指定要返回哪些數據。SQL 提供了where子句，同樣，LINQ也提供了where子句，它返回一個可枚舉的集合，其中包含符合指定條件的元素。如下代碼再上一個示例的查詢中添加了一個where子句，將結果限定為StateProvince字段為FL的聯系人。
var result = from contact in contacts
whrere contact.StateProvince == "FL"
select new {customer.FirstName, customer.LastName};
foreach(var name in result)
{
Console.WriteLine(name.FirstName + " " + name.LastName);
}
首先執行where子句，再對得到的可枚舉集合執行select子句，其結果為一個包含屬性FirstName和LastName的匿名類型。
1.3 對數據進行分組和排序
為支持更復雜的情形，如對返回的數據進行排序或分組，LINQ 提供了 orderby 子句和group 子句。可將數據按升序（從最小到最大）或降序（從最大到最小）排列，由于升序是默認設置，因此不需要指定升序。如下程序將結果按字段LastName排序。
var result = from contact in contacts
oderby contact.LastName
select contact.FirstName;
foreach(var name in result)
{
Console.WriteLine(name);
}
可根據多個字段進行排序，并混合使用升序和降序，這將創建出非常復雜的 orderby 語句，如下代碼所示：
var result = from contact in contacts
oderby
contact.LastName ascending,
contact.FirstName descending
select customer.FirstName;
foreach(var name in result)
{
Console.WriteLine(name);
}
將數據分組的方法與此類似，但將使用group子句替換select子句。對數據分組時的不同之處在于，返回的結果為由 IGrouping<TKey, TElement>對象組成的 IEnumerable，可將其視為由列表組成的列表。這要求使用兩條嵌套的foreach語句來訪問結果。
如下代碼是一個使用group子句的LINQ查詢
var result = from contact in contacts
group contact by contact.LastName[0];
foreach(var group in result){
Console.WriteLine("Last names starting width {0}", group.key);
foreach(var name in result)
{
Console.WriteLine(name);
}
Console.WriteLine();
}
如果需要引用分組操作的結果，就可創建一個標識符，使用關鍵字into將查詢結果存儲到該標識符中，并對其做進一步查詢。這種組合方式稱為查詢延續（continuation）。
如下代碼演示了一個使用group和into的LINQ查詢：
var result = from contact in contacts
group contact by contact.LastName[0] into namesGroup
where namesGroup.Count() > 2
select namesGroup;
foreach(var group in result)
{
Console.WriteLine("Last names starting width {0}", group.key);
foreach(var name in result)
{
Console.WriteLine(name);
}
Console.WriteLine();
}
1.4 聯接數據
LINQ 還能夠合并多個數據源，這是通過利用一個或多個都有的字段將它們聯接起來實現的。查詢多個沒有直接關系的數據源時，聯接數據很重要。SQL支持使用很多運算符進行聯接，但LINQ聯接基于相等性。
前面的示例只使用了Contact類，要執行聯接操作，至少需要兩個類。程序清單12.9再次列出了Contact類，還列出了新增的JournalEntry類。繼續假設通過調用GetContacts填充了contacts列表，并通過調用GetJournalEntries填充了journal列表。
如下代碼演示了Contact和JournalEntry類
class Contact
{
public int Id { get; set; }
public string Company { get; set; }
public string LastName { get; set; }
public string FirstName { get; set; }
public string Address { get; set; }
public string City { get; set; }
public string StateProvince { get; set; }
}
class JournalEntry
{
public int Id { get; set; }
public int ContactId { get; set; }
public string Description { get; set; }
public string EntryType { get; set; }
public DateTime Date { get; set; }
}
IEnumberable<Contact> contacts = GetContacts();
IEnumberable<JournalEntry> journal = GetJournalEntries();
在LINQ中，最簡單的聯接查詢與SQL內聯接等效，這種查詢使用join子句。SQL聯接可使用很多不同的運算符，而LINQ聯接只能使用相等運算符，稱之為相等聯接（equijoin）。
如下示例的查詢使用Contact.ID和JournalEntry.ContactId作為聯接鍵，將一個由Contact對象組成的列表和一個由JournalEntry對象組成的列表聯接起來：
var result =
from contact in contacts
join journalEntry in journal
on contact.Id equals journalEntry.ContactId
select new
{
contact.FirstName,
contact.LastName,
journalEntry.Date,
journalEntry.EntryType,
journalEntry.Description
};
如上所示的 join子句創建了一個名為 journalEntry的范圍變量（range ariable），其類型為JournalEntry；然后使用equals運算符將兩個數據源聯接起來。
LINQ還支持分組聯接概念，而SQL沒有與之對應的查詢。分組聯接使用關鍵字into，其結果為層次結構。就像使用group子句時那樣，需要使用嵌套foreach語句來訪問結果。
ps：順序很重要
使用LINQ聯接時，順序很重要。被聯接的數據源必須位于equals運算符左邊，而聯接數據源必須位于右邊。在這個示例中，contacts是被聯接的數據源，而journal是聯接數據源。
所幸的是，順序不正確時，編譯器能夠捕獲并生成編譯錯誤。如果交換join子句中的參數，將出現下面的編譯錯誤：
名稱“Journalentry”不在“equals”左側的范圍內。請考慮交換“equals”兩側的表達式。
需要注意的另一個重點是，join子句使用運算符equals，它與相等運算符（==）不完全相同。
如下代碼的查詢聯接contacts和journal，并將結果按聯系人姓名分組。在返回的結果集中，每個元素都包含一個由 JournalEntry 組成的可枚舉集合，該集合由返回的匿名類型的JournalEntries屬性表示。
var result =
from contact in contacts
join journalEntry in journal
on contact.Id equals journalEntry.ContactId
into journalGroups
select new
{
Name = contact.LastName + "," +contact.FirstName,
JournalEntries = journalGroups
};
1.5 數據平坦化
雖然選擇和聯接數據時，返回的數據是合適的，但層次型數據使用起來比較繁瑣。LINQ能夠創建返回平坦化數據的查詢，就像查詢SQL數據源一樣。
假設對Contact和JournalEntry類進行了修改：在Contact類中添加了一個Journal字段，其類型為List<JournalEntries>，并刪除了JournalEntry類的屬性ContactId，如下所示
class Contact
{
public int Id { get; set; }
public string Company { get; set; }
public string LastName { get; set; }
public string FirstName { get; set; }
public string Address { get; set; }
public string City { get; set; }
public string StateProvince { get; set; }
public List<JournalEntries> Journal;
}
class JournalEntry
{
public int Id { get; set; }
public string Description { get; set; }
public string EntryType { get; set; }
public DateTime Date { get; set; }
}
IEnumerable<Contact> contacts = GetContacts();
在這種情況下，可使用查詢檢索特定聯系人的JournalEntry列表，如下所示：
var result =
from contact in contacts
where contact.id == 1
select contact.Journal;
foreach(var item in result)
{
foreach(var journalEntry in item)
{
Console.WriteLine(journalEntry);
}
}
雖然這樣可行，也返回了所需的結果，但是仍需使用嵌套 foreach 語句來訪問結果。所幸的是，LINQ 支持從多個數據源選擇數據，從而提供了一種返回平坦化數據的查詢語法。如下程序演示了這種查詢語法，它使用多個from子句，使得訪問數據時只需一條foreach語句。
var result =
from contact in contacts
from journalEntry in contact.Journal
where contact.id == 1
select contact.Journal;
foreach(var item in result)
{
Console.WriteLine(journalEntry);
}
二、標準查詢運算符方法
前面介紹的所有查詢都使用聲明性查詢語法，但也可使用標準查詢運算符方法來編寫這些查詢。標準查詢運算符方法實際上是命名空間System.Linq中定義的Enumerable類的擴展方法。對于使用聲明性語法的查詢表達式，編譯器將其轉換為等價的查詢運算符方法調用。
使用using語句包含命名空間System.Linq后，對于任何實現了接口IEnumberable<T>的類，智能感知列表都可包含標準查詢運算符方法。
雖然聲明性查詢語法幾乎支持所有的查詢操作，但是也有一些操作（如Count和Max）沒有對應的查詢語法，必須使用方法調用來表示。由于每個方法調用都返回IEnumerable，因此通過串接方法調用，可編寫出復雜的查詢。編譯聲明性查詢表達式時，編譯器就是這樣做的。
ps：使用聲明性語法還是方法語法
使用聲明性語法還是方法語法因人而異，這取決于個人認為哪種語法更容易理解。無論使用哪種語法，執行查詢得到的結果都相同。
如下示例演示了使用方法語法的LINQ查詢
var result = contacts.
Where(contact => contact.StateProvince == "FL").
Select(contact => new { contact.FirstName, contact.LastName });
foreach(var name in result)
{
Console.WriteLine(name.FirstName + " " + name.LastName);
}
三、Lambda
上述示例中，傳遞給方法Where和Select的參數看起來與以前使用過的參數不同。這些參數實際上包含的是代碼，而不是數據。之前介紹過委托和匿名方法，委托能夠將一個方法作為參數傳遞給另一個方法，而匿名方法能夠編寫未命名的內聯語句塊，這些語句塊將在調用委托時執行。
Lambda 結合使用了這兩個概念，它是可包含表達式和語句的匿名函數。通過使用Lambda，可以更方便、更簡潔的方式編寫這樣的代碼，即正常情況下需要使用匿名方法或泛型委托進行編寫。
ps：Lambda和委托
由于Lambda是編寫委托的更簡潔方式，因此可在通常需要使用委托的任何地方使用它們。所以，Lambda的形參類型必須與相應的委托類型完全相同，返回類型也必須隱式地轉換為委托的返回類型。
雖然 Lambda 沒有類型，但是它們可隱式地轉換為任何兼容的委托類型。正是這種隱式轉換讓您無需顯式賦值就能夠傳遞它們。
在C#中，Lambda使用Lambda運算符（=>）。在方法調用中，該運算符左邊指定了形參列表，而該運算符右邊為方法體。匿名方法的所有限制也適用于Lambda。
在上述示例中，實參 contact => contact.StateProvince == "FL"的意思為，這是一個以 contact為參數的函數，其返回值為表達式 contact.StateProvince == "FL"的結果。
ps：捕獲的變量和定義的變量
Lambda還能捕獲變量，這可以是Lambda所屬方法的局部變量或參數。這使得可在Lambda體內通過名稱訪問捕獲的變量。如果捕獲是局部變量，那么必須賦值后才能在Lambda中使用它。ref或out參數無法捕獲。
然而，需要注意的是，對于Lambda捕獲的變量，在引用它的委托超出作用域前，垃圾收集器將不會收集它們。
Lambda中聲明的變量在Lambda所屬方法內不可見，輸入參數也如此，因此可在多個Lambda中使用同一個標識符。
表達式Lambda
在Lambda中，如果運算符右邊為表達式，該Lambda就為表達式Lambda，它返回該表達式的結果。表達式Lambda的基本格式如下：
(input parameters) => expressions
如果只有一個輸入參數，那么括號是可選擇的；否則（包括沒有參數時），括號將是必不可少的。
就像泛型方法可推斷其類型參數的類型一樣，Lambda 也能推斷其輸入參數的類型。如果編譯器無法推斷出類型，您就可以顯式地指定類型。
如果將表達式 Lambda 的表達式部分視為方法體，那么表達式 Lambda 包含一條隱式的return語句，它返回表達式的結果。
ps：包含方法調用的表達式Lambda
大部分示例都在右邊使用了方法，但是如果創建的Lambda將用于其他域，如SQL Server，就不應使用方法調用，因為它們在.NET Framework公共語言運行時外面沒有意義。
語句Lambda
在 Lambda 的右邊，可使用一條或多條用大括號括起的語句，這種 Lambda 稱為語句Lambda。語句Lambda的基本形式如下：
(input parameters) => { statement; }
與表達式 Lambda 一樣，如果只有一個輸入參數，那么括號是可選的；否則，括號就必不可少。語句Lambda也遵循同樣的類型推斷規則。
雖然表達式Lambda包含一條隱式的return語句，但是語句Lambda沒有，您必須在語句Lambda中顯式地指定return語句。return語句只導致從Lambda表示的隱式方法返回，而不會導致從Lambda所屬的方法返回。
語句Lambda不能包含這樣的goto、break和continue語句，即其跳轉目標在Lambda外。同樣，作用域規則禁止從嵌套Lambda分支到外部Lambda。
預定義的委托
雖然 Lambda 是 LINQ 的有機組成部分，但是可將其用于任何可使用委托的地方。因此，.NET Framework提供了很多預定義的委托，可將其作為方法參數進行傳遞，而無需首先聲明顯式的委托類型。
由于返回Boolean值的委托很常見，因此.NET Framework定義了一個Predicate<in T>委托，Array和List<T>類的很多方法都使用它。
Predicate<T>定義了一個總是返回Boolean值的委托，而Func系列委托封裝了有指定返回值，且接受0～16個輸入參數的方法。
Predicate<T>和 Func 系列委托都有返回值，但是 Action 系列委托表示返回類型為 void的方法。就像Func系列委托一樣，Action系列委托也接受0～16個輸入參數。
四、延遲執行
不同于眾多傳統的數據查詢技術，LINQ 查詢要等到實際迭代其結果時才執行，稱之為延遲執行（lazy evaluation）。其優點之一是，在指定查詢和檢索查詢指定的數據之間，可修改原始集合中的數據。這意味著您獲得的數據總是最新的。
雖然LINQ首選延遲執行，但是使用了任何聚合函數的查詢都必須先迭代所有元素。這些函數（如Count、Max、Average和First）都返回一個值，并且無需使用顯式foreach語句就能執行。
ps：延遲執行和串接查詢
延遲執行的另一個優點是，讓您能夠串接查詢，從而提供編碼效率。由于查詢對象表示的是查詢，而不是查詢的結果，因此可輕松地串接或重用它們，而不會導致開銷高昂的數據取回操作。
也可強制查詢立刻執行，這有時稱為貪婪執行（greedy evaluation）。為此，可在查詢表達式后面，緊接著放置一條foreach語句，也可調用方法ToList 或ToArray。方法ToList 和ToArray還可用于將數據緩存到一個集合對象中。
