Dev Blog

Групування, з’єднання та устрій LINQ ​

Групування ​

GroupBy(key) розбиває послідовність на групи елементів з однаковим ключем (рис. 15.6). Кожна група реалізує IGrouping<TKey, TElement>: має властивість Key і є послідовністю своїх елементів, тож до неї застосовують агрегатні оператори:

cs
var summary = orders
    .GroupBy(o => o.Category)
    .Select(g => new { Category = g.Key, Count = g.Count(),
                       Total = g.Sum(o => o.Price) });

// Синтаксис запитів: into продовжує запит після групування.
var summary2 =
    from o in orders
    group o by o.Category into g
    select new { Category = g.Key, Count = g.Count() };

Рис. 15.6. Групування елементів GroupBy

Для підрахунку й накопичення за ключем .NET 9 додав коротші оператори без проміжних груп: CountBy(key) повертає пари «ключ – кількість», а AggregateBy(key, seed, func) – «ключ – накопичене значення». ToLookup(key) виконує групування негайно й дозволяє звертатися до групи за ключем: lookup["Книги"]. Результат групування зручно переглядати у візуалізаторі налагоджувача (рис. 15.7). На знімку проєкцію оформлено іменованим записом Summary з тими самими чотирма полями, щоб заголовки стовпців були короткими.

Результат групування у візуалізаторі

Рис. 15.7. Результат групування у візуалізаторі

З’єднання ​

Join зіставляє елементи двох послідовностей за рівністю ключів і повертає лише пари, що збіглися (внутрішнє з’єднання). GroupJoin для кожного елемента першої послідовності повертає групу відповідних елементів другої, можливо порожню. У .NET 10 з’явилися LeftJoin і RightJoin: ліве з’єднання повертає всі елементи першої послідовності, підставляючи default (для класів – null), якщо пари немає (рис. 15.8).

cs
var pairs = readers.Join(loans,
    r => r.Id,                 // ключ першої послідовності
    l => l.ReaderId,           // ключ другої
    (r, l) => new { r.Name, l.Title });

// Те саме в синтаксисі запитів.
var pairs2 =
    from r in readers
    join l in loans on r.Id equals l.ReaderId
    select new { r.Name, l.Title };

Рис. 15.8. Внутрішнє та ліве з’єднання

До .NET 10 ліве з’єднання записували через GroupJoin і SelectMany з DefaultIfEmpty(); цей шаблон трапляється в наявному коді. Оператор Zip з’єднує дві послідовності за позицією: names.Zip(scores) повертає кортежі (перше ім’я, перший бал) тощо.

Розбиття, множинні операції та генерування ​

  • Skip(n), Take(n) – пропустити або взяти n елементів; SkipWhile, TakeWhile – поки умова істинна; Take(^3..) – останні три. Разом Skip і Take реалізують посторінковий вивід.
  • Chunk(size) (.NET 6) – розбиття на масиви заданого розміру.
  • Distinct(), DistinctBy(key) – унікальні елементи; Union, Intersect, Except та їхні версії …By – множинні операції над двома послідовностями.
  • Index() (.NET 9) – пари (Index, Item) для перебору з номером у foreach.
  • Enumerable.Range(start, count), Enumerable.Repeat(value, count), Enumerable.Empty<T>() – генерування послідовностей.
cs
foreach (var (i, word) in new[] { "а", "б", "в" }.Index())
{
    Console.Write($"{i}:{word} ");             // 0:а 1:б 2:в
}
int[] squares = Enumerable.Range(1, 5).Select(x => x * x).ToArray();
string[][] pages = Enumerable.Range(1, 23)
    .Select(i => $"Товар {i}").Chunk(5).ToArray();   // 5 сторінок

Як LINQ працює всередині ​

Відкладений оператор – метод розширення для IEnumerable<T>, реалізований ітератором yield return. Спрощена реалізація Where виглядає так:

cs
static class MyLinq
{
    public static IEnumerable<T> MyWhere<T>(
        this IEnumerable<T> source, Func<T, bool> predicate)
    {
        foreach (T item in source)
        {
            if (predicate(item))
            {
                yield return item;
            }
        }
    }
}

Тому ланцюжок Where(…).Select(…) не створює проміжних списків: під час перебору кожен елемент по черзі проходить усі оператори конвеєра. Так само можна створювати власні оператори (приклад 3 лабораторної роботи). Реальні оператори .NET додатково перевіряють аргументи та оптимізовані для масивів і списків.