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C# LINQ 查詢語法與方法語法完整入門指南

編輯：關於C#

Language Integrated Query (LINQ) 是 C# 3.0 引入的革命性特性，提供統一的資料查詢語法。本文涵蓋查詢語法、方法語法、核心運算子、延遲執行機制與實用範例。

兩種語法風格

1. 查詢語法（類 SQL，編譯器轉換為方法呼叫）

var highBmiPeople = from person in people
                    where person.Bmi > 25
                    orderby person.Bmi descending
                    select new { person.Name, person.Bmi };

2. 方法語法（Lambda 表達式，更靈活）

var highBmiPeople = people
    .Where(p => p.Bmi > 25)
    .OrderByDescending(p => p.Bmi)
    .Select(p => new { p.Name, p.Bmi });

核心查詢運算子分類

分類	運算子	說明
篩選	`Where`	依條件篩選
	`OfType<T>`	依型別篩選
	`Take` / `Skip`	取得/略過前 N 筆
	`Distinct`	移除重複
排序	`OrderBy` / `OrderByDescending`	主要排序
	`ThenBy` / `ThenByDescending`	次要排序
	`Reverse`	反轉順序
		`GroupBy`	分組
投影	`Select`	轉換形狀
	`SelectMany`	扁平化投影
		`Zip`	兩序列合併
		`Join` / `GroupJoin`	內部/群組聯結
集合	`Union` / `Intersect` / `Except`	聯集/交集/差集
		`Concat`	串連序列
		`DefaultIfEmpty`	空序列預設值
		`All` / `Any` / `Contains`	量詞判斷
聚合	`Count` / `Sum` / `Average` / `Min` / `Max`	基本聚合
		`Aggregate`	自訂累積
		`GroupBy` + 聚合	分組統計

完整實用範例

public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public double Bmi { get; set; }
    public string Department { get; set; }
    public List Skills { get; set; }
}

public class LinqDemo
{
    private List _people = new()
    {
        new Person { Name = "Alice", Age = 28, Bmi = 22.5, Department = "IT", Skills = new() { "C#", "SQL" } },
        new Person { Name = "Bob", Age = 35, Bmi = 27.3, Department = "HR", Skills = new() { "Recruiting" } },
        new Person { Name = "Charlie", Age = 42, Bmi = 31.2, Department = "IT", Skills = new() { "C#", "Azure" } },
        new Person { Name = "Diana", Age = 29, Bmi = 24.8, Department = "Finance", Skills = new() { "Excel", "C#" } },
    };

    public void RunExamples()
    {
        // 1. 篩選 + 投影：BMI > 25 的人名
        var names = _people
            .Where(p => p.Bmi > 25)
            .Select(p => p.Name);
        Console.WriteLine("高 BMI 人員：" + string.Join(", ", names));

        // 2. 分組統計：各部門平均年齡
        var deptAvgAge = _people
            .GroupBy(p => p.Department)
            .Select(g => new { Department = g.Key, AvgAge = g.Average(p => p.Age) });
        foreach (var d in deptAvgAge)
            Console.WriteLine($"{d.Department}: 平均年齡 {d.AvgAge:F1}");

        // 3. 扁平化：所有人的所有技能（去重）
        var allSkills = _people
            .SelectMany(p => p.Skills)
            .Distinct()
            .OrderBy(s => s);
        Console.WriteLine("所有技能：" + string.Join(", ", allSkills));

        // 4. 複雜查詢：IT 部門、年齡 30 以上、依 BMI 降序、取前 2 名
        var topIt = _people
            .Where(p => p.Department == "IT" && p.Age >= 30)
            .OrderByDescending(p => p.Bmi)
            .Take(2)
            .Select(p => $"{p.Name} (BMI: {p.Bmi})");
        Console.WriteLine("資深 IT 高 BMI：" + string.Join(", ", topIt));

        // 5. 聚合：最年長者
        var oldest = _people.OrderByDescending(p => p.Age).First();
        Console.WriteLine($"最年長：{oldest.Name} ({oldest.Age} 歲)");

        // 6. 量詞：是否所有人都會 C#
        bool allKnowCSharp = _people.All(p => p.Skills.Contains("C#"));
        Console.WriteLine($"全員會 C#：{allKnowCSharp}");
    }
}

關鍵概念：延遲執行 vs 立即執行

| 特性 | 延遲執行 | 立即執行 | |------|----------|----------| | 運算子 | Where, Select, OrderBy, GroupBy, Take, Skip | ToList, ToArray, Count, Sum, First, Any | | 執行時機 | 迭代時（foreach、ToList） | 呼叫運算子瞬間 | | 優點 | 可組合、不立即耗資源、支援無限序列 | 確定結果、避免重複查詢、除錯容易 | | 陷阱 | 多次迭代 = 多次查詢、資料可能已變 | 記憶體一次載入全部結果 |

// 延遲執行陷阱範例
var query = people.Where(p => p.Age > 30); // 尚未執行
var count1 = query.Count(); // 執行一次
var count2 = query.Count(); // 再執行一次！

// 修正：具體化
var list = query.ToList();
var count1 = list.Count;
var count2 = list.Count;

進階：查詢語法關鍵字對應

from p in people          // 來源
where p.Age > 30          // Where
orderby p.Name            // OrderBy
group p by p.Dept into g  // GroupBy
select new { g.Key, Count = g.Count() } // Select
join d in depts on p.DeptId equals d.Id // Join
let bmi = p.Weight / (p.Height * p.Height) // 區域變數
into g                    // 群組延續