3           語言級特性支撐下的LINQ項目（Language Features Supporting the LINQ Project）

LINQ 完全建立在用途廣發的（general-purpose）語言級特性上，其中一部分是 C# 3.0 和 Visual Basic 9.0 新加的特性。每一種特性都有其特有的作用，不過把這些特性加起來就能提供一條可擴展的定義查詢方法或者可查詢的API的途徑。本章節我們來探究這些語言級的特性，看看它們是怎樣實現更加直觀的聲明式的查詢處理的。

3.1        Lambda表達式和表達式樹（Lambda Expressions and Expression Trees）

很多查詢操作符允許用戶提供一種可以執行過濾（filtering）、發送數據（projection）和分解出Key值（key extraction）這樣的功能。這樣的查詢技巧建立在lambada表達式的概念之上，它提供給開發者一條方便的途徑來寫這樣的函數，可以為后來的附值（subsequent valuation）像傳遞參數一樣來傳遞。Lambda表達式跟 CLR 委托（delegates）很相似，必須依托在由一個委托類型（delegate type）定義的方法名（method signature）之上。為了舉例說明這個問題，我們可以分解上面的代碼片段，使用函數式委托類型（Func delegate type）來實現與之對等的（equivalent）而且更加直觀的代碼：

Func<string, bool>   filter  = s => s.Length == 5;
Func<string, string> extract = s => s;
Func<string, string> project = s => s.ToUpper();

IEnumerable<string> expr = names.Where(filter) 
                                .OrderBy(extract)
                                .Select(project);

Lambda表達式是 C# 2.0 的匿名方法（anonymous methods）的自然演進（natural evolution）。舉例來說，我們可以用匿名方法來寫上面的例子如下所示：

Func<string, bool>   filter  = delegate (string s) {
                                   return s.Length == 5; 
                               };

Func<string, string> extract = delegate (string s) { 
                                   return s; 
                               };

Func<string, string> project = delegate (string s) {
                                   return s.ToUpper(); 
                               };

IEnumerable<string> expr = names.Where(filter) 
                                .OrderBy(extract)
                                .Select(project);

一般來說，開發者通過查詢操作符（query operators）使用已命名的方法（named methods）、匿名的方法（anonymous methods）、或者lambda表達式（lambda expressions）都是很自由的。Lambda表達式勝過給創造者提供最直接最緊湊的語法，更重要的是，lambda表達式可以像代碼或數據一樣編譯，使得它可以被優化器（optimizers）、編譯器（translators）和運算器（evaluators）在運行時（runtime）處理。

LINQ 定義了一個卓越的類型（distinguished type），Expression （在System.Expressions 命名空間里），指出一個特定的lambda表達式比一個傳統的IL-based方法實體（method body）更加需要表達式樹（expression tree）。表達式樹是更有效率的表現lambda表達式在內存中的數據（in-memory data），使得表達式的數據結構（structure）更加清晰（transparent and explicit）。

編譯器決定是否生成可執行的IL（executable IL）還是一個表達式樹（expression tree）的條件，在于lambda表達式是如何使用的。當lambda表達式賦予一個委托類型（delegate type）的變量（variable）、field或參數（parameter）時，編譯器生成與匿名方法（anonymous method）同樣的IL。當lambda表達式賦予一個Expression類型的變量（variable）、field或參數（parameter）時，編譯器就將它替換成一個表達式樹（expression tree）。

舉例來說，分析下面的兩個變量的聲明方式：

Func<int, bool>             f = n => n < 5;
Expression<Func<int, bool>> e = n => n < 5;

變量 f 是一個委托類型的變量，可以直接像如下執行：

bool isSmall = f(2); // isSmall is now true

變量 e 是一個表達式樹類型的變量，不能像如下方式執行：

bool isSmall = e(2); // compile error, expressions == data

與委托方式不同的，我們可以把有效率但不透明的代碼（effectively opaque code）與表達式樹（expression tree）相配合使用，就像程序代碼中其他數據結構（data structure）一樣。舉例如下的程序：

Expression<Func<int, bool>> filter = n => n < 5;

BinaryExpression    body  = (BinaryExpression)filter.Body;
ParameterExpression left  = (ParameterExpression)body.Left;
ConstantExpression  right = (ConstantExpression)body.Right;

Console.WriteLine("{0} {1} {2}", 
                  left.Name, body.NodeType, right.Value);

虛擬機在運行時分解這些表達式并輸出如下結果：

n LT 5

在運行時像使用 data 一樣使用這些表達式的能力是危險的，它會授權一個使用第三方庫的系統（ecosystem of third-party libraries）可以影響（leverage）平臺內部（part of the platform）的基礎查詢提取功能（base query abstractions）。DLinq數據存取（data access）的實現在存儲區（in the store）通過調整這個技巧（leverages this facility）來把表達式樹轉換成適合賦值（suitable for evaluation）的 T-SQL 語句（statement）。

 

待續， 錯誤難免，請批評指正，譯者Naven 2005-10-21