C# LINQ实际上编译为什么？

背景

这样做的背景是，我最近在评论中与另一位知识渊博的用户讨论了LINQ是如何编译的。我首先“总结”了一下，并说LINQ被编译成了一个for循环。虽然这是不正确的，但我从其他堆栈（例如LINQ查询）得到的理解是，LINQ查询被编译成一个lambda，其中包含一个循环。然后在第一次枚举变量时调用该函数（之后存储结果）。另一个用户说LINQ需要额外的优化，比如散列。我找不到任何支持或反对此的支持文档

我知道这似乎是一个非常模糊的观点，但我一直觉得，如果我不完全理解某些东西是如何工作的，那么就很难理解为什么我没有正确地使用它

问题

因此，让我们举一个非常简单的例子：

var productNames = 
    from p in products 
    where p.Id > 100 and p.Id < 5000
    select p.ProductName;

var产品名称=
产品中的p
其中p.Id>100且p.Id<5000
选择p.ProductName；

在CLR中，此语句实际编译为什么？仅仅编写一个手动解析结果的函数，LINQ就接管了我的哪些优化工作？这仅仅是语义学，还是有更多的意义

澄清

显然，我问这个问题是因为我不明白LINQ“黑匣子”的内部是什么样子。尽管我知道LINQ是复杂的（而且功能强大），但我主要是想对CLR或LINQ语句的函数等价物有一个基本的了解。有很多很好的网站可以帮助您理解如何创建LINQ语句，但其中很少有网站能够对如何编译或运行LINQ语句提供指导

旁注-我绝对会通读关于linq to对象的John Skeet系列

---

旁注2——我不应该将其标记为LINQ to SQL。我了解ORM和micro ORM的工作原理。这真的超出了问题的重点

对于LINQ to对象，这被编译成一组静态方法调用：

var productNames = 
    from p in products 
    where p.Id > 100 and p.Id < 5000
    select p.ProductName;

编译器将处理此问题的lambda表达式转换为方法。where中的lambda被转换为一种方法，该方法可以设置为a

Func

，并将select设置为a

Func

有关详细说明，请参阅。他介绍了整个过程，包括编译器转换（从查询语法到方法调用）、方法如何实现等等

请注意，LINQ到Sql和

IQueryable

的实现是不同的。lambda生成的

表达式

被传递到查询提供程序中，查询提供程序又以某种方式（取决于提供程序如何实现）被“转换”为调用，通常在ORM的情况下在服务器上运行

---

对于此方法，例如：

    private static IEnumerable<string> ProductNames(IEnumerable<Product> products)
    {
        var productNames =
            from p in products
            where p.Id > 100 && p.Id < 5000
            select p.ProductName;
        return productNames;
    }

---

查询语法只是方法语法的语法糖，它有效地编译为：

var productNames = Products().Where(p => p.Id > 100 && p.Id < 5000).Select(p => productName);

var-productNames=Products（）。其中（p=>p.Id>100&&p.Id<5000）。选择（p=>productName）；

---

现在，这些函数的实际功能取决于您使用的LINQ的风格，例如LINQ to Objects（在内存处理程序中链接在一起）或LINQ to SQL（将其转换为SQL查询）等。

有关LINQ to Objects的详细说明，请参阅。@Hogan不，它不会…如果您使用类似于

连接
，
分组方式
，
Distinct
，
ToLookup
等，当然可以。但是
Where
根本不会使用基于散列的算法/结构。@Hogan通读了这些帖子。他在每一篇文章中都讨论了MS是如何实现它们的，以及他选择何时/为什么偏离它们的实现。@Hogan，：）但是.Where（）和.Select（）编译的目的是什么？CIL内部没有.Where（）。请看：我正试图弄清楚这在低水平上解决了什么问题。这就是这个问题的真正目的@drew_w我回答说-它被转换成可枚举的。Where和Enumerable。Select方法调用。这个回答没有解决OP的核心问题
这个语句在CLR中实际编译成什么？
@drew_w:这些是常规的静态函数。Jon Skeet向你展示了如何自己编写它们？@drew_w这只是语义学——我试图通过展示发生了什么来解释这一点，但它只是转换为方法调用，而方法调用（内部）大部分只是循环。使用
IQueryable
，还有一些优化，查询可以在服务器上进行，而不是在本地进行，但使用LINQ to Objects，更多的是简化和更干净的使用。1）您并没有真正回答自己的问题。添加的说明清楚地表明，您对查询语法如何映射到方法语法并不感兴趣，而是对实际的
Where
、
Select
等方法的实现感兴趣。2） 在代码片段之后您所说的一切都不是编写的。每个linq到anythingButObjects提供程序都基于
IQueryable
接口，以及
Where
、
Select
等方法。这些方法都是
可查询的。Where
等，对于每个查询提供程序都不是不同的方法。这是查询提供程序对生成的表达式所做的不同操作。
    private static IEnumerable<string> ProductNames(IEnumerable<Product> products)
    {
        var productNames =
            from p in products
            where p.Id > 100 && p.Id < 5000
            select p.ProductName;
        return productNames;
    }

  .method private hidebysig static class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1<string> ProductNames(class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1<class ConsoleApplication3.Product> products) cil managed
{
    .maxstack 3
    .locals init (
        [0] class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1<string> enumerable,
        [1] class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1<string> enumerable2)
    L_0000: nop 
    L_0001: ldarg.0 
    L_0002: ldsfld class [mscorlib]System.Func`2<class ConsoleApplication3.Product, bool> ConsoleApplication3.Program::CS$<>9__CachedAnonymousMethodDelegate3
    L_0007: dup 
    L_0008: brtrue.s L_001d
    L_000a: pop 
    L_000b: ldnull 
    L_000c: ldftn bool ConsoleApplication3.Program::<ProductNames>b__2(class ConsoleApplication3.Product)
    L_0012: newobj instance void [mscorlib]System.Func`2<class ConsoleApplication3.Product, bool>::.ctor(object, native int)
    L_0017: dup 
    L_0018: stsfld class [mscorlib]System.Func`2<class ConsoleApplication3.Product, bool> ConsoleApplication3.Program::CS$<>9__CachedAnonymousMethodDelegate3
    L_001d: call class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1<!!0> [System.Core]System.Linq.Enumerable::Where<class ConsoleApplication3.Product>(class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1<!!0>, class [mscorlib]System.Func`2<!!0, bool>)
    L_0022: ldsfld class [mscorlib]System.Func`2<class ConsoleApplication3.Product, string> ConsoleApplication3.Program::CS$<>9__CachedAnonymousMethodDelegate5
    L_0027: dup 
    L_0028: brtrue.s L_003d
    L_002a: pop 
    L_002b: ldnull 
    L_002c: ldftn string ConsoleApplication3.Program::<ProductNames>b__4(class ConsoleApplication3.Product)
    L_0032: newobj instance void [mscorlib]System.Func`2<class ConsoleApplication3.Product, string>::.ctor(object, native int)
    L_0037: dup 
    L_0038: stsfld class [mscorlib]System.Func`2<class ConsoleApplication3.Product, string> ConsoleApplication3.Program::CS$<>9__CachedAnonymousMethodDelegate5
    L_003d: call class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1<!!1> [System.Core]System.Linq.Enumerable::Select<class ConsoleApplication3.Product, string>(class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1<!!0>, class [mscorlib]System.Func`2<!!0, !!1>)
    L_0042: stloc.0 
    L_0043: ldloc.0 
    L_0044: stloc.1 
    L_0045: br.s L_0047
    L_0047: ldloc.1 
    L_0048: ret 
}

[CompilerGenerated]
private static bool <ProductNames>b__2(Product p)
{
    return ((p.Id > 100) && (p.Id < 0x1388));
}

var productNames = Products().Where(p => p.Id > 100 && p.Id < 5000).Select(p => productName);