LINQ Verstehen und Einsetzen

Transkript

1 LINQ Verstehen und Einsetzen Proseminar Objektorientiertes Programmieren mit.net und C# Georg Wagner Institut für Informatik Software & Systems Engineering

2 Agenda LINQ-Einführung (Motivation, Bestandteile) C#-Spracherweiterungen (kleine Kontrollfrage) LINQ-Abfragearten LINQ unter der Lupe (Verzögerte Ausführung) LINQ to SQL LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 2

3 1. Einführung zu LINQ LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 3

4 LINQ Die universelle Abfragesprache Language INtegrated Queries LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 4

5 Motivationstreiber zur Einführung von LINQ Es wird aus verschiedenen Datenquellen ermittelt, wer heute Geburtstag hat: Datenquellen: <Student> <Name> <Birthday> <MatrNr> </Student> Programmiersprache: MS-SQL DB DataSet LINQ Ein einheitlicher Zugriffscode WIEDER ANDERER CODE Ergebnis: Heute haben Geburtstag: Herbert, Anton, Fritz LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 5

6 LINQ-Bestandteile Programmiersprachen LINQ-Bausteine Abfrageausdrücke LINQ-Provider C# VB.NET Standard Abfrageoperatoren F# Expression Trees LINQ2Objects LINQ2XML LINQ2SQL LINQ2Datase t Datenquellen <Student> <Vorname> <Nachname> <MatrNr> </Student> MS-SQL DB DataSet LINQ2Entities ADO.NET Entity Framework LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 6

8 2. C#-Spracherweiterungen Spracherweiterungen zum Verstehen von LINQ LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 8

9 Implizit typisierte lokale Variable Der Compiler leitet für die var-deklaration implizit den Variablentyp aus der Initialisierung der Variable ab. " var darf nur lokal verwendet werden. Objekt-Initialisierer Objekt-Initialisierer Objekt-Initialisierer nehmen Schreibarbeit ab und initialisieren öffentliche Felder bzw. öffentliche Eigenschaften nach ihrer Instanziierung LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 9

10 Anonyme Typen Zweck:Schnelles Gruppieren von Daten in ein Objekt, ohne dass man explizit eine Klasse deklarieren muss: 1. Intern entsteht ein Typ mit den Eigenschaften Platz, Vorname und Nachname, der sog. Anonyme Typ. 2. Dieser Typ wird mit rangliste.platz, rangliste.vorname usw. initialisiert. 3. Am Schluss erhält sprinter die Referenz zum Anonymen Typen. Äquivalent ist auch: (Namen der Eigenschaften werden übernommen) LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 10

11 Erweiterungsmethoden Mit Erweiterungsmethoden kann man bereits definierte Typen nachträglich Methoden hinzufügen. Kennzeichnet welcher Typ zu erweitern ist. Wenn man nun mit Instanzen arbeitet die IEnumerable<TSource> implementieren (wie z.b. List<Student>) kann man die Erweiterungsmethode abrufen. IntelliSense zeigt sie mit einem blauen Pfeil an: LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 11

12 Lambda-Ausdrücke Mit Lambda-Ausdrücken wird das Einfügen von Code an Stellen erlaubt, wo man eigentlich eine Methoden-Übergabe an ein Delegate erwartet hätte. Eingabe-Parameter (Typ wird selbst abgeleitet) Muss mit den Parametern des Delegates Func (hier: TSource) entsprechen. Lambda-OperatorAusdruck oder Anweisungsblock Rückgabetyp muss mit dem des Delegates (hier: Boolean) übereinstimmen LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 12

13 Kontroll-Frage 2 Parameter deklariert nur 1 Parameter übergeben Warum funktioniert der Where-Aufruf obwohl nur der 2. Parameter übergeben wurde? Wenn man auf das, was man zugreift (den Typ bei this), noch als Parameter angeben würde, hätte man immer eine unnötige redundante Information LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 13

15 3. LINQ-Abfragearten LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 15

16 LINQ-Abfrageausdrücke Das Datenobjekt studenten wird durch einen LINQ-Abfrageausdruck ausgefiltert: " Suche alle Studenten, die unser Proseminar machen und sortiere sie dem Vornamen nach absteigend geordnet. vom Typ IEnumerable<Student> Jede Abfrage beginnt mit from und endet mit select (oder group). studenten repräsentiert ein Objekt, das vom Typ IEnumerable<Student> ist Jedes Objekt, das IEnumerable<T> implementiert, wird im LINQ-Vokabular Sequenz genannt. studenten kann somit jedes beliebige Objekt sein, dass IEnumerable<T> implementiert (z.b. Array, List, Dictionary, ) LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 16

17 LINQ-Abfrageausdrücke implizit typisierte lokale Variable Iterator vom Typ IEnumerable<Student> Um alle gefundene Studenten auszugeben nutzen wir: LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 17

18 LINQ-Abfrageoperatoren Lambda-Ausdruck Allgemein gilt: Erweiterungsmethoden IEnumerable<T>-Erweiterungsmethoden geben IEnumerable<T> Typen zurück -> Möglichkeit der Verkettung -> Pipeline Pattern In unserem speziellen Fall ist der Typ jeweils: List<Student> LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 18

19 Abfrageausdrücke vs. Abfrageoperatoren Man muss sich gar nicht für eine Art entscheiden, beide sind kombinierbar! - Abfrageausdrücke sind durch Ihre Kompaktheit meistens lesbarer - Aber: Unterstützen nur die Operatoren: Select SelectMany Join GroupJoin GroupBy Let Cast OrderBy/ThenBy LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 19

21 4. LINQ-Abfragen unter der Lupe LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 21

22 LINQ-Abfragen unter der Lupe Schauen wir uns ein einfacheres Beispiel genauer an: Um die Ergebnisse auszugeben haben wir verwendet: Da teilnehmer mit person durchiteriert wird, enthält teilnehmer bereits alle ausgefilterten Ergebnisse. FALSCH: teilnehmer enthält im Vorhinein noch keine Ergebnisse LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 22

23 LINQ-Abfragen unter der Lupe Bei der Kompilierung wird die Abfrage so repräsentiert: = Verzögerte " Ausführung Jedes mal, wenn der Iterator person von teilnehmer ein Element verlangt, wird der obige Code ausgeführt LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 23

24 Technische Universität München Verzögerte Ausführung von Abfragen Verzögerte Ausführung erreicht man durch sog. Co-Routinen. Where und Select gehören zu solchen. Where-Methode (Co-Routine): Aufrufer der Co-Routine: 1. Co-Routinen werden mit yield return gekennzeichnet. 2. yield return gibt nicht IEnumerable<TSource> sondern ein Element von TSource zurück 3. Nach jedem yield return wird die Kontrolle dem Aufrufer zurückgegeben 4. Bei weiteren Aufrufe mit demselben Iterator person wird die Co-Routine am letzten yield return fortgesetzt. Dies geschieht hier so lange, bis in source kein element mehr existiert LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 24

25 Technische Universität München Verzögerte Ausführung von Abfragen Select() iteriert in einer foreach-schleife Ergebnisse von Where(). Gibt Where() mit yield return ein Element zurück, gibt Select() dieses Element ebenso mit yield return ein Element zurück Durch Verzögerte Ausführung bei großen Datensatzmengen muss bei der ersten Iteration nicht lange gewartet werden und erfolgt keine große Zwischenspeicherung Dieser Effekt geht durch Sortier, Gruppier oder Aggregier-Erweiterungsmethoden verloren LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 25

27 5. LINQ To SQL Mappen, Abfragen, Verändern LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 27

28 Beispiel vom vorigen Vortrag in LINQ SELECT DISTINCT c.[customerid],c.[companyname] FROM [Northwind].[dbo].[Customers] c JOIN [Northwind].[dbo].[Orders] o on c.customerid = o.customerid JOIN [Northwind].[dbo].[Employees] e on o.employeeid = e.employeeid WHERE e.employeeid = 1 ODER BY c.[customerid] Ermittle alle verschiedene Firmenkunden mit Ihren Kunden-IDs, die Aufträge bei uns haben die unser Mitarbeiter mit der Firmen-ID 9 bearbeitet, und ordne sie nach deren Kunden-IDs. Zur Realisation dieser Anfrage in LINQ brauchen wir: Eine Klasse, die LINQ- Abfragen in äquivalente SQL-Abfragen des Ziel-Dialektes übersetzt. Lösung: Verwendung der DataContext Klasse aus System.Data.Linq LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 28

29 ADO.NET Beispiel vom vorigen Vortrag in LINQ Bevor wir mittels DataContext Daten aus SQL-Tabellen lesen können, müssen wir das relationale Modell auf das Objektmodell mappen. D.h. wir müssen in unserem Fall folgende Zuordnungen machen: Tabelle Klasse Attribut Eigenschaft Mapping-Möglichkeiten: Attribute innerhalb " Klassen XML- Dateien LINQ to SQL Designer LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 29

30 Objektrelationales Mapping via Klassen-Attributen Zum Mappen werden die Klassen in System.Data.Linq.Mapping verwendet Klasse Customer wird der SQL-Tabelle Customer zugeordnet Namen müssen übereinstimmen! Klassen-Eigenschaften werden zu den Attributen der SQL-Tabelle Customer zugeordnet Namen müssen übereinstimmen! LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 30

31 Der Code um der eigentlichen LINQ Abfrage Eine Verbindung zu einem SQL-Server wird hergestellt Ab der ersten Iteration wird eine Anfrage in SQL-Syntax zum SQL- Server geschickt Tabellen werden noch " nicht eingelesen (Verzögert Ausführung) LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 31

32 Die LINQ-Abfrage Anfrage, die wir in LINQ realisieren sollten: SELECT DISTINCT c.[customerid],c.[companyname] FROM [Northwind].[dbo].[Customers] c JOIN [Northwind].[dbo].[Orders] o on c.customerid = o.customerid JOIN [Northwind].[dbo].[Employees] e on o.employeeid = e.employeeid WHERE e.employeeid = 1' ODER BY c.[customerid] Die LINQ-Anfrage: Objekt-Initialisierer da nur ein Objekt zurückgegeben werden kann, wird ein anonymer Typ definiert. Da das Distinct-Schlüsselwort in Abfrageausdrücken nicht vorhanden ist, wird auf LINQ-Abfrageoperatoren zurückgegriffen LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 32

33 Die LINQ-Abfrage Die LINQ-Anfrage: Zum SQL-Server wird gesendet (ab ersten foreach-iteration): SELECT DISTINCT [t0].[customerid], [t0].[companyname] FROM [dbo].[customers] AS [t0] INNER JOIN [dbo].[orders] AS [t1] ON [t0].[customerid] = [t1].[customerid] INNER JOIN [dbo].[employees] AS [t2] ON [t1].[employeeid] = [t2].[employeeid] WHERE [t2].[employeeid] = 1 Bemerkenswert ist, dass LINQ durch die Angabe des anonymen Typen und des anschließenden Distinct-Operators die Anfrage entsprechend minimiert hat LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 33

34 Aktualisieren von Daten Die Auftrags-Nummern 1 bis 10 wurden in Auftrags-Nr. 123 zusammengeführt. Eine Aktualisierung der Daten ist also nötig. Da die nötige Tabellen schon gemappt sind gestaltet sich eine Daten-Aktualisierung sehr einfach: LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 34

35 Quellen LINQ Im Einsatz Manning ISBN: Datenbank-Programmierung mit Microsoft LINQ Microsoft Press ISBN: MSDN LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 35

36 Danke für s Zuhören! LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 36

37 Anhang: Aktualisierungs-Anfrage UPDATE [dbo].[employees] SET [OrderID] WHERE ([EmployeeID] AND ([FirstName] AND ([LastName] AND ([OrderID] LINQ Verstehen und Einsetzen v. Georg Wagner 37