[.NET]快快樂樂學LINQ系列－Select() 簡介
前言
上一篇介紹了第一個 LINQ to Objects 的 API: Where() ，這一篇則是介紹另外一個很常用的 API: Select() 。
需求
假設我們希望從一群人裡，篩選出來他們所有的姓名。該怎麼設計呢？
context 端的程式碼，如下所示：
沒有 LINQ 時怎麼做
要取得一群人的姓名，想當然爾就是透過 foreach 將這一群人展開，並將他們的姓名一個一個加入結果集合中。
上面的描述，轉換為程式碼也相當簡單，如下所示：
private static IEnumerable<string> GetNames()
{
var people = GetPeople();
foreach (var person in people)
{
yield return person.Name;
}
}上述的程式碼，其實充斥在各個系統中，只是常見的模樣可能是 var result = new List<string>(); 與 result.Add(name); 而已。
yield return 則是具備延遲執行的效果。
讓我們思考一下：
1. 倘若需求要的不是 Name, 而是 Age 呢？難不成我們還要寫一個類似的 function ，差異只是一個回傳 Age 的結果，一個是回傳 Name 的結果？
private static IEnumerable<int> GetAges()
{
var people = GetPeople();
foreach (var person in people)
{
yield return person.Age;
}
}這太愚蠢了！能不能讓呼叫端自己來決定要回傳的結果是什麼？
2. 倘若不只是單純取得 Person 上的 property, 而是可以傳入一個 function 來決定傳入 person 後所運算完的結果呢？例如，傳入 person, 要取得的是這個人的所有訂單。如下所示：
private static IEnumerable<IEnumerable<Order>> GetOrdersFromPeople()
{
var people = GetPeople();
foreach (var person in people)
{
yield return GetOrders(person);
}
}如果有這樣的彈性需求，那原本的程式碼還能怎樣優化呢？其實就是用 delegate 來提供彈性。
來看一下上述的需求用 LINQ 有多簡單。
有 LINQ 時，只要這麼做
當有 LINQ 時，只需要呼叫 Select() 的方法，將希望取得的結果透過 delegate 傳進去即可。
取得 people 的 Name 集合，只需要呼叫 Select(x => x.Name) ，如下所示：
private static IEnumerable<string> GetNames()
{
var people = GetPeople();
return people.Select(person => person.Name);
//foreach (var person in people)
//{
// yield return person.Name;
//}
}如果需要的是 Age, 只需要改傳入的 delegate 參數即可，如下所示：
private static IEnumerable<int> GetAges()
{
var people = GetPeople();
return people.Select(person => person.Age);
//foreach (var person in people)
//{
// yield return person.Age;
//}
}那如果是剛剛要取得每一個人所屬的訂單呢？一樣，既然是 delegate, 要怎麼搞，就隨呼叫端開心，如下所示：
private static IEnumerable<IEnumerable<Order>> GetOrdersFromPeople()
{
var people = GetPeople();
return people.Select(person => GetOrders(person));
//foreach (var person in people)
//{
// yield return GetOrders(person);
//}
}LINQ 用起來，就是這麼輕鬆寫意，一行搞定！這也是為什麼前哨戰要花篇幅介紹 delegate 跟 Lambda 的原因了。接下來我們來說明 Select() 的本質究竟是個什麼東西。
Select() 的 Signature
下圖是 Select() 在 MSDN 文件上的 Signature:
第一個參數與上一篇介紹 Where() 時一樣， LINQ to Objects 大部分都是針對集合來做巡覽以達到目的，因此針對 IEnumerable<TSource> 進行擴充，在實作的骨子裡就是透過 GetEnumerator() 與 iterator.MoveNext(), iterator.Current 來巡覽。
foreach 其實就是 IEnumerable, IEnumrator, enumerable.GetEnumerator(), iterator.MoveNext(), iterator.Current 的封裝。
第二個參數則比較特別一些，使用到了兩個 generic type ，分別是 TSource 與 TResult 。TSource 顧名思義就是 source 中 element 的型別。而 TResult 呢？則是 TSource 「投射」（projection）後結果的型別。
回傳的結果型別則是 IEnumerable<TResult> ，也就是每一個投射的結果。
投射或是 project ，其實感覺都不是這麼直覺，因此，我更喜歡用 var y = f(x); 來說明 projection 。對應到 signature ，應該是 TResult y = selector(TSource x);
因此，Select() 一言以蔽之：Select() 就是將 source 中每一個 element ，經過 selector 這個 delegate 後所產出的結果，一一回傳。
簡單實作自己的 Select()
有了上一篇 Where() 的實作經驗，加上這一篇最前面所介紹沒有 LINQ 時的寫法，相信各位讀者要自己實作出 Select() 的方法內容並不困難。只要把沒有 LINQ 中，該彈性的部份抽出來成為 Func<TSource, TResult> 的 delegate 即可。當然，我們一樣要考慮 argument 的防呆與延遲執行的特性。
實作的程式碼如下：
namespace JoeyLinq
{
public static class MyEnumerable
{
public static IEnumerable<TResult> Select<TSource, TResult>(
this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TResult> selector)
{
if (source == null)
{
throw new ArgumentNullException("source");
}
if (selector == null)
{
throw new ArgumentNullException("selector");
}
return InternalSelect(source, selector);
}
private static IEnumerable<TResult> InternalSelect<TSource, TResult>(
IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TResult> selector)
{
foreach (var item in source)
{
yield return selector(item);
}
}
}
}重點就只有那一行： yield return selector(item); 這就是將 item 投射為 TResult 的結果。
Select() 的多載
如 Where() 的多載需求一般，如果在使用 Select() 時，也希望取得該 TSource 的 item index 為何時，只有上面的方法是不夠的。例如我們除了想取得這一群人的姓名以外，還希望取得他們的序號來編號與呈現。我們期望 Select() 可以怎麼用呢？如下圖所示：
同樣的，來看一下這個多載的 Signature:
與 Where() 的多載相同， selector 多一個 int 的 parameter 可以使用，其意義就是 item 的 index 。
實作也與 Where() 的多載相同，把 index 傳給 selector 即可，如下所示：
public static IEnumerable<TResult> Select<TSource, TResult>(
this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, int, TResult> selector)
{
if (source == null)
{
throw new ArgumentNullException("source");
}
if (selector == null)
{
throw new ArgumentNullException("selector");
}
return InternalSelect(source, selector);
}
private static IEnumerable<TResult> InternalSelect<TSource, TResult>(
IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, int, TResult> selector)
{
var index = 0;
foreach (var item in source)
{
yield return selector(item, index);
index++;
}
}
結論
Select() 的 Signature 一點也不可怕，如前面介紹 Func 的文章所說， Func<TSource, int, TResult> 就只是代表：
public delegate TResult Func<TSource, TResult>(TSource item, int index);
骨子裡的概念更是簡單：
將 source 展開，將每一個 element 交給 selector 進行投射作業，一一回傳投射完的結果。
當在 context 端使用到 source.Where().Select() 搭配延遲執行時，請參考前面介紹延遲執行的文章： [.NET]快快樂樂學LINQ系列前哨戰－延遲執行 (Deferred Execution)
Reference
感謝同事 Shelly 與 King 協助設計 training 教材。
Sample Code 下載：SelectSample.zip
blog 與課程更新內容，請前往新站位置：http://tdd.best/
