SelectMany詳解

在LINQ中，SelectMany是一個非常有用的擴展方法。它可以將嵌套序列中的元素平鋪到單個序列中，也可以在集合中選擇多個元素，並將它們組合到單個序列中。在本文中，我們將從多個方面詳解SelectMany。

一、SelectMany方法的語法和用法

下面是SelectMany方法的語法：

public static IEnumerable<TResult> SelectMany<TSource, TResult>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, IEnumerable<TResult>> selector);

其中，source表示要枚舉的序列，selector表示要應用於每個元素的轉換函數。轉換函數接受集合的元素作為參數，並返回一個新的集合。

SelectMany方法的常見用法是將嵌套的集合轉換為單個序列。假設我們有以下類：

class Employee
{
    public List<string> Skills { get; set; }
}

List<Employee> employees = new List<Employee>()
{
    new Employee { Skills = new List<string> { "C#", "ASP.NET" } },
    new Employee { Skills = new List<string> { "Java", "Spring" } },
    new Employee { Skills = new List<string> { "Python", "Django" } }
};

現在，我們可以使用SelectMany方法將所有技能轉換為單個序列，如下所示：

var skills = employees.SelectMany(e => e.Skills);

上述代碼等效於以下代碼：

var skills = employees
                .SelectMany(e => e.Skills, (e, skill) => new { Employee = e, Skill = skill })
                .Select(a => a.Skill);

上述代碼首先將每個員工的技能列表與員工的對象組合起來，然後再選擇技能。

二、SelectMany方法和Join方法的比較

在使用LINQ進行查詢時，我們還可以使用Join方法將兩個集合組合成一個單獨的結果集。然而，SelectMany方法和Join方法之間有一些重要的區別。

Join方法需要兩個集合的公共鍵來進行匹配。然而，在SelectMany方法中，我們可以按任意方式轉換集合中的元素，而不需要關心它們之間是否有任何聯繫。

例如，假設我們有以下兩個類：

class Order
{
    public int Id { get; set; }
    public List<string> Products { get; set; }
}

class Product
{
    public string Name { get; set; }
    public int Price { get; set; }
}

現在，我們可以使用Join方法將訂單和產品組合成單個結果集：

var orderDetails = orders.Join(products, o => o.Products, p => p.Name, (o, p) => new 
{
    OrderId = o.Id,
    ProductName = p.Name,
    ProductPrice = p.Price
});

但是，如果每個訂單中有多個相同的產品，那麼Join方法將返回多個結果行，這很難處理。如果您只想返回每個產品的單個結果行，則可以使用SelectMany方法來平鋪訂單的產品列表，如下所示：

var orderDetails = orders
                .SelectMany(o => o.Products, (o, p) => new { Order = o.Id, Product = p })
                .Join(products, op => op.Product, p => p.Name, (op, p) => new 
                {
                    OrderId = op.Order,
                    ProductName = p.Name,
                    ProductPrice = p.Price
                });

上述代碼通過SelectMany方法將每個訂單的產品列表平鋪，並創建一個新的匿名類型，其中包含訂單和產品。然後，Join方法將產品與產品列表匹配，並返回單個結果行，其中包含訂單ID、產品名稱和產品價格。

三、SelectMany方法的笛卡爾積功能

除了將集合轉換為單個序列之外，SelectMany方法還可以使用其笛卡爾積功能，將多個序列組合成單個序列。

假設我們有以下兩個類：

class User
{
    public int Id { get; set; }
    public List<int> RoleIds { get; set; }
}

class Role
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
}

現在，我們可以使用SelectMany方法將用戶和角色組合成單個結果行，如下所示：

var userRoles = users.SelectMany(u => roles.Select(r => new 
{
    UserId = u.Id,
    RoleId = r.Id,
    RoleName = r.Name
}));

上述代碼使用SelectMany方法將每個用戶和每個角色組合成一個結果行，並為每個結果行設置相應的用戶ID、角色ID和角色名稱。

四、SelectMany方法的實現原理

最後，讓我們詳細了解SelectMany方法的實現原理。

當我們調用SelectMany方法時，它將遍歷源序列中的每個元素，並將轉換函數應用於每個元素。然後，對於每個轉換函數返回的集合，它將使用foreach循環遍歷它，並將其中的每個元素添加到單個結果序列中。

這意味著，如果轉換函數返回空集合，SelectMany方法不會添加任何元素到結果序列中。

因此，我們可以使用SelectMany方法來過濾集合中的元素。例如，假設我們有以下集合：

List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };

現在，我們可以使用SelectMany方法來過濾所有偶數，如下所示：

var oddNumbers = numbers.SelectMany(n => n % 2 == 0 ? Enumerable.Empty<int>() : new List<int> { n });

上述代碼使用SelectMany方法將所有奇數添加到結果序列中。如果集合中的元素是偶數，則轉換函數返回空集合，不會將其添加到結果序列中。

五、總結

在本文中，我們詳細介紹了SelectMany方法，包括其語法和用法、與Join方法的比較、笛卡爾積功能以及實現原理。掌握這些知識後，您將能夠更好地使用SelectMany方法進行序列的轉換和過濾，提高LINQ查詢的效率。