一、Linq Join基础介绍
Linq Join是一种常用的Linq查询方法之一,主要用于在两个集合中根据条件联接元素。Linq Join可以将两个集合中的元素以特定条件进行匹配,从而得到一个新的结果集合。
例如,我们可以使用Linq Join将两个学生集合中的成绩进行匹配,得到一张包含学生名字和成绩的新表。下面是一个基本的Linq Join用法的示例:
ListstudentList = new List () { new Student() { Name = "Tom", Grade = "Grade 1" }, new Student() { Name = "Jerry", Grade = "Grade 2" }, new Student() { Name = "Mary", Grade = "Grade 1" }, new Student() { Name = "Bob", Grade = "Grade 3" } }; List scoreList = new List () { new Score() { Name = "Tom", Grade = 90 }, new Score() { Name = "Jerry", Grade = 80 }, new Score() { Name = "Mary", Grade = 85 }, new Score() { Name = "Bob", Grade = 95 } }; var queryResult = from student in studentList join score in scoreList on student.Name equals score.Name select new { Name = student.Name, Grade = score.Grade }; foreach (var item in queryResult) { Console.WriteLine("Name:{0}, Grade:{1}", item.Name, item.Grade); }
上述示例中,我们定义了两个实体类Student和Score,分别代表学生和成绩。然后我们定义了两个列表studentList和scoreList存储学生和成绩信息。在使用Linq Join时,我们以学生姓名作为条件进行匹配,从而得到一个包含学生姓名和成绩的新结果集queryResult。最后我们输出新结果集中的元素。
二、Join的几种类型
除了上述基本用法外,Linq Join还有几种不同类型,分别是Inner Join、Left Join、Right Join和Full Join。
1. Inner Join
Inner Join是Linq Join的默认类型,它只返回两个集合中匹配的元素。如果一个元素在一个集合中找不到对应元素,则不会被包含在结果集中。
以下代码是Inner Join的示例:
var innerJoinResult = from student in studentList join score in scoreList on student.Name equals score.Name select new { Name = student.Name, Grade = score.Grade };
2. Left Join
Left Join会返回第一个集合的所有元素,而不仅仅是匹配的元素。如果一个元素在第二个集合中找不到对应元素,则其对应的值为null。以下是Left Join示例:
var leftJoinResult = from student in studentList join score in scoreList on student.Name equals score.Name into gj from subScore in gj.DefaultIfEmpty() select new { Name = student.Name, Grade = subScore?.Grade };
3. Right Join
Right Join是Left Join的反向操作,它返回第二个集合的所有元素,而不是第一个集合的所有元素。以下是Right Join示例:
var rightJoinResult = from score in scoreList join student in studentList on score.Name equals student.Name into gj from subStudent in gj.DefaultIfEmpty() select new { Name = subStudent?.Name, Grade = score.Grade };
4. Full Join
Full Join返回所有的元素,除了完全没有匹配的元素以外,没有匹配的元素对应的值为null。以下是Full Join示例:
var fullJoinResult = from student in studentList join score in scoreList on student.Name equals score.Name into gj from subScore in gj.DefaultIfEmpty() select new { Name = student?.Name, Grade = subScore?.Grade };
三、Join的性能优化
Linq Join可以处理不同大小的集合,但是当集合的大小差别很大时,Join的性能可能会受到影响。
为了进一步了解Join的性能问题,我们可以分别测试以下几种情况:
1. List和Dictionary的Join
对于如下代码:
Listlist = Enumerable.Range(0, 10000).ToList(); Dictionary dict = Enumerable.Range(5000, 10000).ToDictionary(key => key); var res1 = from l in list join d in dict on l equals d.Key select d.Value;
我们可以看到结果res1是一个IEnumerable
可以发现,在List和Dictionary进行Join时,Linq使用了Hash Join算法,这种算法能够在O(n)的时间复杂度下完成Join操作,比Nest Join算法快得多。其原理为:首先将需要Join的两个表按照Join条件分别进行Hash映射,然后判断两个表中Hash值相等的记录是否满足Join条件。
2. Dictionary和Dictionary的Join
对于如下代码:
Dictionarydict1 = Enumerable.Range(0, 10000).ToDictionary(key => key); Dictionary dict2 = Enumerable.Range(5000, 10000).ToDictionary(key => key); var res2 = from d1 in dict1 join d2 in dict2 on d1.Key equals d2.Key select new { d1.Key, Value1 = d1.Value, Value2 = d2.Value };
我们可以看到结果res2是一个IEnumerable<{ int Key, int Value1, int Value2 }>的集合。
可以发现,在Dictionary和Dictionary进行Join时,Linq使用了Nested Loop Join算法,这种算法的时间复杂度为O(n*m)。当m和n的大小差距很大时,Join的性能会变得很差。
3. List和List的Join
对于如下代码:
Listlist1 = Enumerable.Range(0, 10000).ToList(); List list2 = Enumerable.Range(5000, 10000).ToList(); var res3 = from l1 in list1 join l2 in list2 on l1 equals l2 select l1;
我们可以看到结果res3是一个IEnumerable
可以发现,当List和List进行Join时,Linq使用了简单的Nested Loop Join算法。如果两个集合中存在重复元素,会增加Join操作的时间复杂度,因此建议在进行Join时,将重复元素进行去重。
四、Join的复杂实例
以下是一个较为复杂实例的代码示例,其目的是通过Join操作得到两个表的笛卡尔积和总和:
Listlist1 = Enumerable.Range(0, 10).ToList(); List list2 = Enumerable.Range(10, 10).ToList(); var query = from l1 in list1 from l2 in list2 join l3 in list2 on l1 equals l3 into gj from subL3 in gj.DefaultIfEmpty() select new { L1 = l1, L2 = l2, L3 = subL3 }; var cartesianProd = query.Count(); var sum = query.Sum(x => x.L1 + x.L2 + (x.L3 == null ? 0 : x.L3));
五、总结
本文详细介绍了Linq Join的基础概念、几种Join类型、性能问题和复杂实例,希望读者能够掌握Linq Join的使用,并在实际开发中灵活运用。