LINQ之路21：LINQ to XML之生成X-DOM（Projecting）



LINQ之路21：LINQ to XML之生成X-DOM（Projecting）

到目前为止，我们已经讨论了如何使用LINQ从一个X-DOM中获取数据。其实，我们同样可以使用LINQ查询来生成一个X-DOM。数据源可以是支持LINQ查询的任何数据，比如：

• LINQ to SQL或 Entity Framework查询
• 本地集合
• 另外一个X-DOM

不管是何种数据源，使用LINQ来产生X-DOM的策略都是一样的：首先写出产生目标X-DOM的函数式构造表达式，然后针对该表达式创建LINQ查询。

比如，假设我们想从数据库中获取customers并产生如下XML：

    <customers>
           <customer id="1">
                  <name>Sue</name>
                  <buys>3</buys>
           </customer>
           ...
    </customers>

我们首先为X-DOM写出函数式构造表达式（这里用简单的字符串值）：

            var customers =
                new XElement("customers",
                    new XElement("customer", new XAttribute("id", 1),
                        new XElement("name", "Sue"),
                        new XElement("buys", 3)
                    )
                );

然后我们我们把它放入数据转换之中，创建出针对该表达式的LINQ查询：

            var customers =
                new XElement("customers",
                    from c in dataContext.Customers
                    select
                    new XElement("customer", new XAttribute("id", c.ID),
                        new XElement("name", c.Name),
                        new XElement("buys", c.Purchases.Count)
                    )
                );

这里是其结果XML：

    <customers>
           <customer id="1">
                  <name>Tom</name>
                  <buys>3</buys>
           </customer>
           <customer id="2">
                  <name>Harry</name>
                  <buys>2</buys>
           </customer>
           ...
    </customers>

通过把上面查询的创建分成两步，我们可以更清楚地理解它的工作方式：

第一步：

            // 创建一个普通的LINQ to SQL查询，产生一个XElement sequence
            IEnumerable<XElement> sqlQuery =
                from c in dataContext.Customers
                select
                    new XElement("customer", new XAttribute("id", c.ID),
                        new XElement("name", c.Name),
                        new XElement("buys", c.Purchases.Count)
                    );

第二步：

            // 创建根元素customers
            var customers = new XElement("customers", sqlQuery);

唯一不同寻常的事情是内容参数sqlQuery，它不是一个简单的XElement，而是IQueryable<XElement>（实现了IEnumerable<XElement>）。还记得X-DOM处理XML内容的过程吗？记住，它会自动遍历实现了IEnumerable的集合。所以，每个XElement都被作为一个子节点被添加到customers元素下。

排除空元素

假如在上面的例子中，我们还想把customer最新的大额purchase包含进来，那么我们可以创建如下查询：

            var customers =
                new XElement("customers",
                    from c in dataContext.Customers
                    let lastBigBuy = (from p in c.Purchases             // 子查询获取最新的大额订单
                                      where p.Price > 1000
                                      orderby p.Date descending
                                      select p).FirstOrDefault()
                    select
                        new XElement("customer", new XAttribute("id", c.ID),
                            new XElement("name", c.Name),
                            new XElement("buys", c.Purchases.Count),
                            new XElement("lastBigBuy",
                                new XElement("description",
                                    lastBigBuy == null ? null : lastBigBuy.Description),
                                new XElement("price",
                                    lastBigBuy == null ? 0m : lastBigBuy.Price)
                            )
                        )
                );

当customer没有大额订单时，上面的查询会产生空的lastBigBuy元素。其实在这种情况下，更好的解决方案是完全忽略lastBigBuy节点。我们可以通过把lastBigBuy元素的构造函数包装在条件运算符中来实现这一目的：

                    select
                        new XElement ("customer", new XAttribute ("id", c.ID),
                            new XElement ("name", c.Name),
                            new XElement ("buys", c.Purchases.Count),
                            lastBigBuy == null ? null :
                                new XElement ("lastBigBuy",
                                    new XElement ("description", lastBigBuy.Description),
                                    new XElement ("price", lastBigBuy.Price)
                                )
                        )

对于没有lastBigBuy的customers，查询会产生null而不是空的XElement。这正是我们想要的，因为null会被X-DOM简单的忽略掉。

Stream类型元素

如果我们仅是为了保存(或调用ToString)的目的来产生X-DOM，那么我们可以通过XStreamingElement来改善内存的使用效率。一个XStreamingElement相当于XElement的简化版本，并且它对子节点应用延迟加载语义。

使用它时，简单的把外层XElements替换成XStreamingElements即可：

            var customers =
                new XStreamingElement("customers",
                    from c in dataContext.Customers
                    select
                        new XStreamingElement("customer", new XAttribute("id", c.ID),
                            new XElement("name", c.Name),
                            new XElement("buys", c.Purchases.Count)
                        )
                );
            customers.Save("data.xml");

直到我们调用Save、ToString或WriteTo方法时，传入XStreamingElement构造函数的查询才会真正被执行。这样就避免了立即把整个X-DOM装载到内存之中。当然另一方面，如果我们多次调用Save，查询也会被重复执行。还有，我们不能遍历XStreamingElement的子节点，它没有提供诸如Elements或Attributes之类的成员。

XStreamingElement不是从XObject（或是其它类）继承而来，它仅有的成员除了Save、ToString和 WriteTo，就是Add方法了，Add方法用于向它添加子节点等内容。

转换X-DOM

我们可以对现有的X-DOM进行转换。比如，C#编译器和Visual Studio为了描述一个项目，会创建相应的XML文件，该文件会类似以下格式：

    <Project DefaultTargets="Build" xmlns="http://schemas.microsoft.com/dev...>"
           <PropertyGroup>
                  <Platform Condition=" '$(Platform)' == '' ">AnyCPU</Platform>
                  <ProductVersion>9.0.11209</ProductVersion>
                  ...
           </PropertyGroup>
           <ItemGroup>
                  <Compile Include="ObjectGraph.cs" />
                  <Compile Include="Program.cs" />
                  <Compile Include="Properties\AssemblyInfo.cs" />
                  <Compile Include="Tests\Aggregation.cs" />
                  <Compile Include="Tests\Advanced\RecursiveXml.cs" />
           </ItemGroup>
           <ItemGroup>
                  ...
           </ItemGroup>
           ...
    </Project>

假如我们现在相对该XML文件进行简化，创建一个只包含相关文件的Report，如下所示：

    <ProjectReport>
           <File>ObjectGraph.cs</File>
           <File>Program.cs</File>
           <File>Properties\AssemblyInfo.cs</File>
           <File>Tests\Aggregation.cs</File>
           <File>Tests\Advanced\RecursiveXml.cs</File>
    </ProjectReport>

下面的查询可以完成该项转换：

            XElement project = XElement.Load("myProjectFile.csproj");
            XNamespace ns = project.Name.Namespace;                                     // 获取Namespace
            var query =
                new XElement("ProjectReport",
                    from compileItem in
                        project.Elements(ns + "ItemGroup").Elements(ns + "Compile")     // 获取所有的Compile元素
                    let include = compileItem.Attribute("Include")                      // 获取Include属性
                    where include != null
                    select new XElement("File", include.Value)                          // 转换X-DOM，创建新的File元素
                );

查询首先获取所有的ItemGroup元素，然后使用Elements扩展方法获取所有的Compile子元素（结果位于一个平展的sequence之中）。需要注意的是，我们必须指定一个XML命名空间，因为源文件中的所有节点都继承了定义在Project元素上的命名空间，所以单凭一个本地的元素名称如ItemGroup是不够的。之后，我们根据Include属性创建新的元素。

高级转换

但我们对一个本地集合如X-DOM进行查询时，我们可以通过自定义的查询运算符来创建更加复杂的查询，完成更加高级的功能。

假如在前面的例子中，我们想要的是一个按目录分组的层次输出，如下：

    <Project>
           <File>ObjectGraph.cs</File>
           <File>Program.cs</File>
           <Folder name="Properties">
                  <File>AssemblyInfo.cs</File>
           </Folder>
           <Folder name="Tests">
                  <File>Aggregation.cs</File>
                  <Folder name="Advanced">
                         <File>RecursiveXml.cs</File>
                  </Folder>
           </Folder>
    </Project>

产生这样的结果，我们需要递归的处理路径字符串如： Tests\Advanced\RecursiveXml.cs。下面的方法可以完成这项工作：它接收一个路径sequence，产生我们期望的X-DOM层次结果级：

        static IEnumerable<XElement> ExpandPaths(IEnumerable<string> paths)
        {
            var brokenUp = from path in paths
                           let split = path.Split(new char[] { '\\' }, 2)
                           orderby split[0]
                           select new
                           {
                               name = split[0],
                               remainder = split.ElementAtOrDefault(1)
                           };
 
            IEnumerable<XElement> files = from b in brokenUp
                                          where b.remainder == null
                                          select new XElement("file", b.name);
            IEnumerable<XElement> folders = from b in brokenUp
                                            where b.remainder != null
                                            group b.remainder by b.name into grp
                                            select new XElement("folder",
                                                new XAttribute("name", grp.Key),
                                                ExpandPaths(grp)
                                            );
 
            return files.Concat(folders);
        }

上面的方法中，第一个查询以第一个反斜线符号把路径分为两部分：name + remainder。比如：Tests\Advanced\RecursiveXml.cs到Tests + Advanced\RecursiveXml.cs。如果remainder为null，则name就是一个文件，files查询会把它装载到files sequence。如果remainder不为null，name就是一个folder，folders查询会处理这种情况。因为其它文件可能也位于相同的目录中，我们必须按目录名来进行分组。对每一个分组，会递归调用该方法来处理子元素。

最终的结果是包含了所有文件和目录的sequence。Concat运算符会保持元素的顺序，所以所有的文件按字母顺序排在前面，然后是按字母顺序排列的所有目录。

有了这个方法，我们可以通过两步来完成我们的查询。首先，获取所有的文件路径：

            IEnumerable<string> paths =
                from compileItem in
                    project.Elements(ns + "ItemGroup").Elements(ns + "Compile")
                let include = compileItem.Attribute("Include")
                where include != null
                select include.Value;

然后，在查询中使用ExpandPaths方法来获得最终结果：

            var query = new XElement("Project", ExpandPaths(paths));

至此，LINQ之路系列博客已经接近完成了。从开始的LINQ介绍到C#3.0的语言特性；从LINQ方法语法到查询表达式语法；从延迟执行到子查询；从解释查询到LINQ to SQL/Entity Framework；从各个查询运算符到LINQ to XML。共计21篇博客，前后历时将近2个月，好漫长的过程，真心感谢各位园友的大力支持和陪伴！稍后，会为大家奉上系列博客后记和全篇博客导航。