Linq - 如何快速确定是否存在延迟执行？

Question

如何快速查找哪些 .net framework 的 linq 方法（例如 IEnumerable linq 方法）使用延迟执行，而哪些不是。在编码时，我经常会想知道代码是否能正确执行，唯一的方法是去 MSDN 文档中查看。有没有更快的方法，比如网上的目录、列表、备忘单或其他技巧，可以帮助像我这样的 Linq 新手减少错误？如果有，请分享一下。另外一个选择是检查文档，直到记住了它们（这对我来说很难，我不太容易记住已记录在某处并且可以查找的“任何东西” :D）。

- Tejas

Answer 1

通常返回序列的方法使用延迟执行：

IEnumerable<X> ---> Select ---> IEnumerable<Y>

而返回单个对象的方法则不会：

IEnumerable<X> ---> First ---> Y

所以，像 Where、Select、Take、Skip、GroupBy 和 OrderBy 这些方法使用延迟执行是因为它们可以，而像 First、Single、ToList 和 ToArray 这些方法不使用延迟执行是因为它们不能。

此外，还有两种延迟执行的类型。例如，Select 方法在被要求生成一个项目时只会逐个获取一个项目，而当被要求返回第一个项目时，OrderBy 方法必须消耗整个源。因此，如果你在 Select 后面链接了一个 OrderBy，则执行将被推迟直到获取第一个项目，但然后 OrderBy 将要求 Select 返回所有项目。

- Guffa

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将“collection”替换为“sequence”我会同意，但是集合(List<T>等)通常不是延迟的。 - Marc Gravell

@enzero：如果您修正语法，请不要删除文本的任何部分。 - Guffa

@Enzero：你认为什么不合理？ - Guffa

@Guffa "不要因为他们不能而不去做"，两个否定词连在一起读起来不太对。 - Enzero

@Guffa 在那个意义上，这听起来更好。无论如何，重要的是最终的答案。答案非常清晰明了。 - Enzero

Answer 2

我使用的准则如下：

• 始终假设返回 IEnumerable<T> 或者 IQueryable<T> 的任何 API 都可以且可能会使用延迟执行。如果你需要对结果进行多次迭代（例如获取 Count），那么在这样的 API 上进行消费之前，请先将其转换为集合（通常通过调用 .ToList() 扩展方法来实现）。

• 如果您正在公开一个枚举对象，则始终将其公开为一个集合（ICollection<T> 或 IList<T>），如果这是您的客户端通常使用的方式。例如，数据访问层通常会返回一组域对象的集合。只有当延迟执行对于您要公开的 API 是一个合理的选择时，才公开 IEnumerable<T>。

- Joe

Answer 3

实际上，还有更多需要考虑的，除了排序之外，您还需要考虑缓冲和非缓冲。OrderBy可以延迟执行，但是在迭代时必须消耗整个流。

通常，在LINQ中返回IEnumerable的任何内容都倾向于被延迟执行，而返回值的Min等则不是延迟执行的。缓冲（与否）通常可以推理出来，但老实说，反编译器是确定的一种相当快速的方法。但请注意，这通常是一个实现细节。

- Marc Gravell

Answer 4

如果需要实现“延迟执行”，您需要使用基于IQueryable的方法。基于IQueryable的方法可以构建表示查询的表达式树。只有当您调用一个接受IQueryable并生成具体或IEnumerable结果（如ToList()和类似方法，AsEnumerable()等）的方法时，Linq提供程序（Linq2Objects内置于框架中，Linq2SQL和MSEF现在也是如此；其他ORM和持久层框架也提供Linq提供程序）才会评估该树并返回实际结果。框架中的任何IEnumerable类都可以使用AsQueryable()扩展方法转换为IQueryable，并且像ORM这样将翻译表达式树的Linq提供程序将提供AsQueryable()作为针对其数据的Linq查询的起点。

即使对于IEnumerable，一些Linq方法也是“惰性”的。因为IEnumerable的优美之处在于您不必了解其中的全部内容，只需了解当前元素以及是否还有另一个元素，所以作用于IEnumerable的Linq方法通常返回一个迭代器类，该类在链中后续方法请求对象时从其源发出一个对象。任何不需要知道整个集合的操作都可以被惰性地评估（Select和Where是两个重要的操作；还有其他操作）。那些需要知道整个集合的操作（例如OrderBy排序、GroupBy分组以及Min和Max等聚合操作）将把它们的整个源可枚举对象读入到List或Array中，并对其进行处理，从而强制通过所有更高节点评估所有元素。通常情况下，如果可以的话，您希望这些操作在方法链的后面出现。

- KeithS

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我不同意AsQueryable在这里改变了任何东西的建议；本质上，这只是在表达式树被编译并传递给Enumerable时添加了一层工作。表达式树仅用于ORM（等）源的检查。LINQ-to-objects只是编译它们并调用委托。它不会改变关于延迟或缓冲的任何事情。 - Marc Gravell

说真的，迭代器块很容易编写，并且完全是延迟的。LINQ-to-objects 主要使用迭代器块。 - Marc Gravell

Answer 5

以下是查询是否延迟执行的不同方式总结：

1. 如果您正在使用查询表达式语法而非查询方法语法，则查询将被延迟执行。

2. 如果您正在使用查询方法语法，则根据其返回内容，查询可能会被延迟执行。

3. 将鼠标悬停在变量类型（如果您使用的是用于存储查询的变量类型）的var关键字上。如果显示IEnumerable<T>，则查询将被延迟执行。

4. 尝试使用foreach遍历查询。如果出现错误，指示无法迭代变量，因为它不支持GetEnumerator()，则说明查询不会被延迟执行。

来源：Essential Linq

- David Klempfner

Answer 6

如果你使用 .AsQueryable() 将集合转换为 IQueryable，那么你的 LINQ 调用将使用延迟执行。

请参见：在 Linq 中使用 IQueryable。

- Babak Naffas

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调用AsQueryable不会改变这一点，它需要成为内容的适当数据源才能帮助; 即使隐藏在IQueryable后面，LINQ to Objects仍然是LINQ to objects。 - Marc Gravell

@Marc：不是这样的。IQueryable方法在必要时才进行评估，而与原始源无关。任何链接到AsQueryable()并只输出另一个IQueryable的内容基本上什么也没有做，只是添加了一个节点到表达式树中。现在，如果你在末尾加上ToList()，那么树就会在构建后立即被评估；它必须这样做，以便立即给出你所需的结果。这都取决于你自己；根据情况，你实际上可以通过等待需要一个List来调用IQueryable.ToList()来利用延迟执行。 - KeithS

@Keith 你所说的一切也适用于“迭代器块”。大多数LINQ-to-objects使用迭代器块（yield return）。 - Marc Gravell

关键短语在链接的答案中是“与正确支持它的提供程序一起使用”。AsQueryable不会对解析/解释表达式树做任何特殊处理 - 它只是将它们（作为委托）传递给Enumerable。它们仍然可以被延迟，但是AsQueryable实际上在这里添加了工作。 - Marc Gravell