Language Integrated Query (LINQ) 是以將資料過濾、投影、排序、分組、查詢功能整合至 C# 語言的技術。傳統資料上列功能使用字串表示，不進行編譯時類型檢查，也不支援 IntelliSense。LINQ改變這種狀況，使上列功能成為語言的一部分，像類別、方法和事件一樣。

對於開發人員，LINQ 最明顯的「語言整合」部分是上列功能運算式，以宣告式「查詢語法」撰寫。這使得透過最少的程式碼，對資料來源進行過濾、投影、排序、分組。無論資料來源是 SQL 資料庫、ADO .NET 資料集、XML 文件還是 .NET 集合，基本查詢運算式模式都是相同的。

以下是 System.Linq 常見的類別和方法：

1. AggregateException：
這是一個類別，表示一個或多個例外狀況的集合。當在並行程式設計或其他情況下同時發生多個例外時，可以使用 AggregateException 來捕獲和處理這些例外。
2. Enumerable：
這是一個靜態類別，包含了許多用於處理集合的擴充方法。其中的 GetEnumerator() 方法用於獲取集合的列舉器 (Enumerator)，以便進行遍歷。
3. EqualityComparer：
這是一個靜態類別，提供了相等比較的方法。它包含了一些用於比較兩個物件是否相等的靜態方法。
4. Grouping：
這是一個類別，表示根據指定鍵分組的元素集合。當使用 GroupBy 方法對序列進行分組操作時，將返回一個包含 Grouping 物件的集合。
5. Lookup：
這是一個類別，提供根據指定鍵查找元素的方法。與 Dictionary 不同，Lookup 可以包含重複的鍵，並且可以返回一個包含所有匹配鍵的序列。

1. All：
判斷序列中的所有元素是否都符合指定條件。
bool allGreaterThanTen = numbers.All(x => x > 10);
2. Any：
判斷序列中是否至少有一個元素符合指定條件。
bool anyGreaterThanTen = numbers.Any(x => x > 10);
3. AsEnumerable：
將物件轉換為 IEnumerable 介面。
var enumerable = myObject.AsEnumerable();
4. Average：
這是一個 LINQ 擴充方法，用於計算序列中元素的平均值。可以在數值序列上使用，例如整數或浮點數。
List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
double average = numbers.Average();
Console.WriteLine("Average: " + average);
5. Cast：
將序列中的元素轉換為指定的型別。
var castedNumbers = mixedList.Cast<int>();
6. Concat：
將兩個序列連接在一起。
var concatenatedSequence = sequence1.Concat(sequence2);
7. Contains：
判斷序列中是否包含指定元素。
bool containsValue = sequence.Contains(42);
8. Count：
獲取集合中的元素數量。
int count = sequence.Count();
9. DefaultIfEmpty：
如果序列為空，則返回指定的值；否則，返回序列中的第一個元素。
var defaultValueIfEmpty = sequence.DefaultIfEmpty(defaultValue);
10. Distinct：
返回序列中不重複的元素。
var distinctValues = sequence.Distinct();
11. ElementAt：
返回序列中位於指定索引處的元素。
var element = sequence.ElementAt(5);
12. ElementAtOrDefault：
返回序列中位於指定索引處的元素；如果索引超出範圍，則返回指定的值。
var elementOrDefault = sequence.ElementAtOrDefault(5);
13. Except：
返回序列中不包含在另一個序列中的元素。
var exceptSequence = sequence1.Except(sequence2);
14. First：
返回序列中的第一個元素。
var firstElement = sequence.First();
15. FirstOrDefault：
返回序列中的第一個元素；如果序列為空，則返回指定的值。
var firstOrDefaultElement = sequence.FirstOrDefault();
16. GroupBy：
根據指定鍵將序列中的元素分組。
var groupedData = sequence.GroupBy(x => x.Category);
17. Intersect：
返回兩個序列中都包含的元素。
var intersectedValues = sequence1.Intersect(sequence2);
18. Last：
返回序列中的最後一個元素。
var lastElement = sequence.Last();
19. LastOrDefault：
返回序列中的最後一個元素；如果序列為空，則返回指定的值。
var lastOrDefaultElement = sequence.LastOrDefault();
20. Max：
返回序列中的最大元素。
var maxValue = sequence.Max();
21. Min：
返回序列中的最小元素。
var minValue = sequence.Min();
22. OrderBy：
這是一個 LINQ 擴充方法，用於根據指定鍵對序列進行排序。可以使用它來對序列中的元素進行升序或降序排序。

List<int> numbers = new List<int> { 5, 2, 8, 3, 1 };
var orderedNumbers = numbers.OrderBy(num => num);
foreach (var num in orderedNumbers)
{
    Console.WriteLine(num);
}

23. OrderByDescending：
根據指定鍵對序列進行降序排序。
var orderedDescendingSequence = sequence.OrderByDescending(x => x.Age);
24. Reverse：
反轉序列中的元素順序。
var reversedSequence = sequence.Reverse();
25. Select：
這是一個 LINQ 擴充方法，用於將序列中的元素投影到新的序列中。可以使用它來對序列中的每個元素應用一個函數，並返回應用函數後的結果序列。

List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
var squaredNumbers = numbers.Select(num => num * num);
foreach (var num in squaredNumbers)
{
    Console.WriteLine(num);
}

26. Skip：
跳過序列中的指定數量的元素。
var skippedSequence = sequence.Skip(5);
27. Sum：
計算序列中元素的總和。
var sum = sequence.Sum();
28. Take：
從序列中擷取指定數量的元素。
var takenSequence = sequence.Take(10);
29. ToArray：
將序列轉換為陣列。
var array = sequence.ToArray();
30. ToList：
將序列轉換為列表。
var list = sequence.ToList();
31. ToLookup：
將序列轉換為 Lookup 物件。
var lookup = sequence.ToLookup(x => x.Category);
32. Where：
這是一個 LINQ 擴充方法，用於根據指定條件篩選序列中的元素。可以使用它來過濾出符合特定條件的元素，並返回滿足條件的元素序列。

List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
var evenNumbers = numbers.Where(num => num % 2 == 0);
foreach (var num in evenNumbers)
{
    Console.WriteLine(num);
}

1. IOrderedEnumerable：
這是一個介面，表示一個已排序的元素序列。當使用 OrderBy 或 ThenBy 方法對序列進行排序時，將返回實現了 IOrderedEnumerable 介面的序列。

1. 查詢運算式用於從任何已啟用 LINQ 的資料來源中查詢和轉換資料。例如，可從 SQL 資料庫擷取資料，並以 XML 資料流輸出。
2. 查詢運算式易於掌握，使用許多熟悉的 C# 語言結構。
3. 查詢運算式中的變數是強型別的，通常不需明確提供型別，編譯器能夠自行推斷。這提高了程式碼的簡潔性。
4. 在逐一查看查詢變數之前（例如在 foreach 中），查詢不會執行。
5. 查詢運算式在編譯期間會轉換成「標準查詢運算子」方法呼叫，雖然可使用方法語法表示相同的查詢，但查詢語法通常更容易閱讀。
6. 建議優先使用查詢語法，只在必要時使用方法語法，因為兩者在語意和效能上沒有差異，而查詢語法通常更易讀。
7. 某些查詢作業（例如 Count 或 Max）無對等的查詢運算式子句，需以方法呼叫表示。方法語法可與查詢語法結合。
8. 查詢運算式可根據套用的型別編譯為運算式樹狀結構或委派，IEnumerable 編譯為委派，IQueryable 和 IQueryable 編譯為運算式樹狀結構。

• from:
指定資料源，並設定迭代資料源內所有元素。
• where:
指定條件來過濾資料。
• orderby:
指定排序狀態，若無需排序則省略。
ascending:升序。
descending:降序。
• select:
指定要從查詢中選擇的元素。

1. 擷取項目子集，以產生新序列，而不需要修改個別項目。
然後，查詢可能會以各種方式排序或分組傳回的序列，如下列範例所示：

範例：找出整數陣列內大於 80 的數字，按降序列出。   複製程式碼

using static System.Formats.Asn1.AsnWriter;
class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] scores = { 80, 56, 87, 94, 33, 18, 100, 0, 68 };
        IEnumerable<int> highScoresQuery =
            from score in scores
            where score > 80
            orderby score descending
            select score;
        foreach (int score in highScoresQuery)
        {
            Console.WriteLine(score);
        }
    }
}


執行結果



2. 擷取上述範例中的一系列項目，但將它們轉換為新類型的物件。
下面範例請注意 highScoresQuery2 的新類型。
範例：找出整數陣列內大於 60 的數字，按升序列出。   複製程式碼

using static System.Formats.Asn1.AsnWriter;
class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] scores = { 80, 56, 87, 94, 33, 18, 100, 0, 68 };
        IEnumerable<string> highScoresQuery2 =
            from score in scores
            where score > 60
            orderby score ascending
            select $"The score is {score}";
        foreach (string score in highScoresQuery2)
        {
            Console.WriteLine(score);
        }
    }
}


執行結果



3. 擷取來源資料的單一值。例如：最大值、最小值、總數量、符合條件第一個。
下面範例請注意 highScoresQuery2 的新類型。
範例：找出整數陣列內大於 60 的數量。   複製程式碼

using static System.Formats.Asn1.AsnWriter;
class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] scores = { 80, 56, 87, 94, 33, 18, 100, 0, 68 };
        var highScoreCount = (
            from score in scores
            where score > 80
            select score
            ).Count();
        Console.WriteLine($"大於 80 數量：{highScoreCount}");
    }
}


執行結果


範例：找出整數陣列內大於 60 的最大數字。   複製程式碼

using static System.Formats.Asn1.AsnWriter;
class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] scores = { 80, 56, 87, 94, 33, 18, 100, 0, 68 };
        var highScoreMax = (
            from score in scores
            where score > 60
            select score
            ).Max();
        Console.WriteLine($"大於 60 最大值：{highScoreMax}");
    }
}


執行結果


範例：找出整數陣低於 60 的第一個數字。   複製程式碼

using static System.Formats.Asn1.AsnWriter;
class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] scores = { 78, 91, 34, 82, 57, 24, 13, 18, 46 };
        int below60 = scores.FirstOrDefault(score => score < 60);;
        Console.WriteLine((below60!=0? $"低於 60 的第一個數字是: {below60}":
                                        "找不到低於 60 的數字。"));
    }
}

執行結果


範例：將資料分成 3 組，偶數 一組，5 的倍數一組，剩下的一組。   複製程式碼

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] scores = { 78, 95, 20, 37, 55, 28, 13, 17, 30, 19 };
        var groupedScores = scores
            .GroupBy(score => score % 2 == 0 ? "Even" : (score % 5 == 0 ? "MultipleOf5" : "Remaining"))
            .ToDictionary(group => group.Key, group => group.ToList());

        Console.WriteLine("Scores grouped by conditions:");
        //groupedScores.ForEach(group => Console.WriteLine($"Group: {group.Key}\n{string.Join(" ", group.Value)}"));
        foreach (var group in groupedScores)
        {
            Console.WriteLine($"Group: {group.Key}");
            Console.Write(string.Join(" ", group.Value));
        }
    }
}

執行結果


範例：身分證檢查。 規則：
第 1 個英文字母對應數字如下：

A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M
10	11	12	13	14	15	16	17	34	18	19	20	21




N	O	P	Q	R	S	T	U	V	W	X	Y	Z
22	35	23	24	25	26	27	28	29	32	30	31	33

令 sum = 第 1 字母的拾位數 + 個位數乘以 9，有後數字乘上權重 8 往下遞減。
以身分證號碼 S123456789 為例。

S(26=>2⨯1+6⨯9=56)

1⨯8

2⨯7

3⨯6

4⨯5

5⨯4

6⨯3

7⨯2

8⨯1

9⨯1

sum = 56 + 8 + 14 + 18 + 20 +20 + 18 + 14 + 8 + 9 = 185
sum % 10 == 0 則正確，否則錯誤。

程式碼：   複製程式碼

using System;
using System.Text.RegularExpressions;
class Program
{
    /// <summary>
    /// 查核身分證是否正確
    /// </summary>
    /// <param name="idNumber">身分證號碼</param>
    /// <returns>正確傳回 "正確" 否則 "格式錯誤或數值錯誤"</returns>
    static string ValidateIDNumber(string idNumber)
    {
        idNumber = idNumber.ToUpper();//轉大寫
        //使用正規化判斷格式
        if (!Regex.IsMatch(idNumber, @"^[A-Z]{1}[12][0-9]{8}$")) return "格式錯誤.";
        // 定義字母對應的數字
        int[] letterToNumber = new int[]
        {
            10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 34, 18, 19, 20, 21,
            22, 35, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 32, 30, 31, 33
        };
        // 將字母轉換為對應的數字。(轉成大寫再找對應數字)
        var numbers = idNumber
            .Select((c, index) => index == 0 ? letterToNumber[c - 'A'] : int.Parse(c.ToString()))
            .ToArray();
        // 計算拾位數 + 個位數 * 8
        var sum = numbers[0] / 10 + (numbers[0] % 10) * 9 + numbers[9];
        // 計算總和
        sum += Enumerable.Range(1, 8)
            .Select(i => (10 - i - 1) * numbers[i])
            .Sum();
        // 驗證身分證
        return (sum % 10 == 0? "正確":"數值錯誤.");
    }
    static void Main()
    {
        string id;
        Console.WriteLine($"{id = "S123456789"} ==> {ValidateIDNumber(id)}");
        Console.WriteLine($"{id = "2223456789"} ==> {ValidateIDNumber(id)}");
        Console.WriteLine($"{id = "o199999992"} ==> {ValidateIDNumber(id)}");
        Console.WriteLine($"{id = "A034567890"} ==> {ValidateIDNumber(id)}");
        Console.WriteLine($"{id = "F24567890"} ==>  {ValidateIDNumber(id)}");
        Console.WriteLine($"{id = "B1456789011"} ==> {ValidateIDNumber(id)}");
        Console.WriteLine($"{id = "C156F89011"} ==> {ValidateIDNumber(id)}");
    }
}

執行結果


範例：計算字串中有幾個大寫字母。
int uppercaseCount = inputString.Count(char.IsUpper);
範例：計算字串中有幾個小寫字母。
int lowercaseCount = inputString.Count(char.IsLower);
範例：計算字串中有幾個阿拉伯數字。
int digitCount = inputString.Count(char.IsDigit);
範例：找尋字串中最大整數。
// 使用正規表達式匹配所有數字
var matches = Regex.Matches(inputString, @"\d+");
// 使用 LINQ 表達式找到最大整數
int maxNumber = matches.Cast().Select(m => int.Parse(m.Value)).Max();