Отложенное и немедленное выполнение LINQ

Есть два способа выполнения запроса LINQ: отложенное (deferred) и немедленное (immediate) выполнение.

При отложенном выполнении LINQ-выражение не выполняется, пока не будет произведена итерация или перебор по выборке, например, в цикле foreach. Обычно подобные операции возвращают объект IEnumerable<T> или IOrderedEnumerable<T>. Полный список отложенных операций LINQ:

• AsEnumerable

• Cast

• Concat

• DefaultIfEmpty

• Distinct

• Except

• GroupBy

• GroupJoin

• Intersect

• Join

• OfType

• OrderBy

• OrderByDescending

• Range

• Repeat

• Reverse

• Select

• SelectMany

• Skip

• SkipWhile

• Take

• TakeWhile

• ThenBy

• ThenByDescending

• Union

• Where

Рассмотрим отложенное выполнение:

string[] people = { "Tom", "Sam", "Bob" };

var selectedPeople = people.Where(s=>s.Length == 3).OrderBy(s=>s);

// выполнение LINQ-запроса
foreach (string s in selectedPeople)
    Console.WriteLine(s);

То есть фактическое выполнение запроса происходит не в строке определения: var selectedPeople = people.Where..., а при переборе в цикле foreach.

Фактически LINQ-запрос разбивается на три этапа:

1. Получение источника данных

2. Создание запроса

3. Выполнение запроса и получение его результатов

Как это происходит в нашем случае:

1. Получение источника данных - определение массива teams:

   string[] people = { "Tom", "Sam", "Bob" };

2. Создание запроса - определение переменной selectedTeams:

   var selectedPeople = people.Where(s=>s.Length == 3).OrderBy(s=>s);

3. Выполнение запроса и получение его результатов:

   foreach (string s in selectedPeople)
       Console.WriteLine(s);
   

После определения запроса он может выполняться множество раз. И до выполнения запроса источник данных может изменяться. Чтобы более наглядно увидеть это, мы можем изменить какой-либо элемент до перебора выборки:

string[] people = { "Tom", "Sam", "Bob" };

var selectedPeople = people.Where(s=>s.Length == 3).OrderBy(s=>s);

people[2] = "Mike";
// выполнение LINQ-запроса
foreach (string s in selectedPeople)
    Console.WriteLine(s);

Теперь выборка будет содержать два элемента, а не три, так как последний элемент после изменения не будет соответствовать условию.

Важно понимать, что переменная запроса сама по себе не выполняет никаких действий и не возвращает никаких данных. Она только хранит набор команд, которые необходимы для получения результатов. То есть выполнение запроса после его создания откладывается. Само получение результатов производится при переборе в цикле foreach.

Немедленное выполнение запроса

С помощью ряда методов мы можем применить немедленное выполнение запроса. Это методы, которые возвращают одно атомарное значение или один элемент или данные типов Array, List и Dictionary. Полный список подобных операций в LINQ:

• Aggregate

• All

• Any

• Average

• Contains

• Count

• ElementAt

• ElementAtOrDefault

• Empty

• First

• FirstOrDefault

• Last

• LastOrDefault

• LongCount

• Max

• Min

• SequenceEqual

• Single

• SingleOrDefault

• Sum

• ToArray

• ToDictionary

• ToList

• ToLookup

Рассмотрим пример с методом Count(), который возвращает число элементов последовательности:

string[] people = { "Tom", "Sam", "Bob" };
// определение и выполнение LINQ-запроса
var count = people.Where(s=>s.Length == 3).OrderBy(s=>s).Count();

Console.WriteLine(count);   // 3 - до изменения коллекции

people[2] = "Mike";
Console.WriteLine(count);   // 3 - после изменения коллекции

Результатом метода Count будет объект int, поэтому сработает немедленное выполнение.

Сначала создается запрос: people.Where(s=>s.Length == 3).OrderBy(s=>s). Далее к нему применяется метод Count(), который выполняет запрос, неявно выполняет перебор по последовательности элементов, генерируемой этим запросом, и возвращает число элементов в этой последовательности.

Также мы можем изменить код таким образом, чтобы метод Count() учитывал изменения и выполнялся отдельно от определения запроса:

string[] people = { "Tom", "Sam", "Bob" };
// определение LINQ-запроса
var selectedPeople = people.Where(s=>s.Length == 3).OrderBy(s=>s);
// выполнение запроса
Console.WriteLine(selectedPeople.Count());   // 3 - до изменения коллекции

people[2] = "Mike";
// выполнение запроса
Console.WriteLine(selectedPeople.Count());   // 2 - после изменения коллекции

Также для немедленного выполнения LINQ-запроса и кэширования его результатов мы можем применять методы преобразования ToArray<T>(), ToList<T>(), ToDictionary() и т.д.. Эти методы получают результат запроса в виде объектов Array, List и Dictionary соответственно. Например:

string[] people = { "Tom", "Sam", "Bob" };

// определение и выполнение LINQ-запроса
var selectedPeople = people.Where(s=>s.Length == 3).OrderBy(s=>s).ToList();

// изменение массива никак не затронет список selectedPeople
people[2] = "Mike";

// выполнение запроса
foreach (string s in selectedPeople)
    Console.WriteLine(s);