C#_深入理解Linq的順延強制

    一、Linq簡介

    Linq的查詢三部曲：一、擷取資料來源；二、建立查詢；三、執行查詢。
    二、延遲查詢帶來的好處

    延遲查詢有什麼好處呢。請看下面一段代碼：

 private static void Main()        {            var list = new List<int>();            var rd = new Random();            for (var i = 0; i < 100000000; i++)            {                var num = rd.Next(-10000000, 10000000);                list.Add(num);            }            RecordingTime(list);        }

 private static void RecordingTime(IEnumerable<int> list)        {            var watch = new Stopwatch();            watch.Start(); //開始計時            var nums1 = list.Where(n => n > 0);            var nums2 = new List<int>();            foreach (var i in list)            {                if (i > 0)                {                    nums2.Add(i);                }            }             watch.Stop(); //停止計時            var time = watch.ElapsedMilliseconds;            Console.WriteLine($"耗時：{time}毫秒");        }

    大家可以對比一下num1和num2的運行效率，一億條資料中，使用Linq求集合中的正數耗時僅為2毫秒(可能會有十幾毫秒的誤差)；而使用普通方法(遍曆加判斷)耗時卻達到了2秒多。效率提升近2000倍。

    Linq的效率為什麼會這麼快呢。

    這是因為Linq在上面的代碼中僅僅做了兩個工作：1、擷取資料來源，2、建立查詢；而使用普通方法不光做了這兩個工作，它還多做了執行查詢工作，因此Linq在此處運行效率奇高。     三、順延強制會有什麼影響     用代碼說話

var list = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };            var enumList = list.Where(x => x > -4);            foreach (var num in enumList)            {                Console.WriteLine(num);            }            Console.WriteLine("■■■■■■■■■■■■");            list.Add(-1);            foreach (var num in enumList)            {                Console.WriteLine(num);            }

    此處我上下遍曆的enumList是同一個集合，儘管我在遍曆完第一次的時候改變了List，正常來講我上下兩次遍曆輸出的內容應該是一致的，然而結果卻不盡然。

    剛剛提到Linq僅僅做了兩部工作：1、擷取資料來源，2、建立查詢。那麼執行查詢是在何時何處被執行的呢。答案就是：當enumList被用到的時候才會去執行，也就是說這段代碼中，var enumList = list.Where(x => x > -4);這行代碼被執行了兩次。第一次執行的時候是第一次遍曆enumList的時候，第二次執行的時候是第二次遍曆enumList的時候（大家可以打斷點觀察一下）。        四、順延強制的原理     繼續上代碼

private static void Main()        {            var list = new List<int> { -1, 1, 2, 3, 4, 5 };            var list1 = Delay(list);            foreach (var num in list1)            {                Console.WriteLine(num);            }            list.Add(-3);            list.Add(7);            Console.WriteLine("■■■■■■■■■■■■");            foreach (var num in list1)            {                Console.WriteLine(num);            }        }

 private static IEnumerable<int> Delay(IEnumerable<int> list)        {                      foreach (var num in list)            {                if (num>0)                {                    yield return num;                }                           }        }

    其實Linq的順延強制原理很簡單，如果你理解yield return，那麼你就會明白這兩者其實原理是一模一樣的。
    可以發現這段代碼跟上面的那段代碼運行模式是一樣的，當你將斷點打在var list1 = Delay(list);時，單步調試是不會進入Delay方法的，僅當你去遍曆list1的時候它才會去執行Delay方法，而且是你用幾次list1，它就會去執行幾次Delay方法。yield return與return不同之處就在於它是“按需供給”，即你什麼時候用它就什麼時候(執行)返回給你值。
    之前說到順延強制可能會影響結果，那麼當我多次使用list1時，Delay這個方法就會多次執行，程式的運行效率是否會非常低呢。看一下我的測試，一萬個整形資料列印七次。     yield return(類比順延強制)：
直接列印：     普通列印的已耗用時間甚至更低(因為普通列印是列印所有數字，Delay方法過濾掉負數了)。由此，可以看出：當順延強制的結果被多次調用時，並不會影響運行效率。
    五、哪些Linq查詢操作符是順延強制的     轉到Linq查詢操作符的定義看一下
    當傳回值為IEnumerable<TSource>、IEnumerable<IGrouping<TKey, TSource>>和IOrderedEnumerable<TSource>的時候，Linq為順延強制。實際上上述三個傳回值類型都實現了IEnumerable<T>(公開枚舉數)這個介面，yield return的傳回值就是IEnumerable<T>，所以，當Linq查詢操作符的傳回值為上述三個類型時，查詢為延遲查詢，其他為立即執行。     六、如何避免順延強制     可以看到順延強制既有好處又有一定的影響，當順延強制會對自己的程式產生影響時，如何去避免這個影響呢。很簡單，將傳回值轉換為另外一種類型即可，Linq的查詢操作符中包含了轉換操作的定義：ToArray(轉換為數組)、ToDictionary(轉換為字典)、ToList(轉換為集合)，使用這些轉換運算就可以將順延強制轉換為立即執行，也就可以避免順延強制帶來的影響了。
本人的第一篇博文，初學C#不到3個月，寫得不好的地方請在評論區指出，我會及時修正。