Azure Cosmos DB for NoSQL 中的 LINQ 到 NoSQL 转换

Artículo
10/08/2023

适用范围： NoSQL

Azure Cosmos DB 查询提供程序可执行从 LINQ 查询到 Azure Cosmos DB for NoSQL 查询的尽可能有效的映射。如果要获取从 LINQ 转换而来的 NoSQL 查询，请对生成的 IQueryable 对象使用 ToString() 方法。以下内容假设你对 LINQ 有一个基本的了解。除 LINQ 外，Azure Cosmos DB 还支持适用于 API for NoSQL 的 Entity Framework Core。

注意

建议使用最新的 .NET SDK（Microsoft.Azure.Cosmos）版本

查询提供程序类型系统仅支持 JSON 基元类型：numeric、Boolean、string 和 null。

查询提供程序支持以下标量表达式：

常量值，包括评估查询时基元数据类型的常量值。

引用对象或数组元素的属性的属性/数组索引表达式。例如：

family.Id;
family.children[0].familyName;
family.children[0].grade;

int n = 1;

family.children[n].grade;

算术表达式，包括针对数值和布尔值运行的常见算术表达式。
```
2 * family.children[0].grade;
x + y;
```

字符串比较表达式，包括将字符串值与某些常量字符串值进行比较。

mother.familyName.StringEquals("Wakefield");

string s = "Rob";
string e = "in";
string c = "obi";

child.givenName.StartsWith(s);
child.givenName.EndsWith(e);
child.givenName.Contains(c);

对象/数组创建表达式，返回复合值类型或匿名类型的对象，或此类对象组成的数组。可以嵌套这些值。

new Parent { familyName = "Wakefield", givenName = "Robin" };
new { first = 1, second = 2 }; //an anonymous type with two fields  
new int[] { 3, child.grade, 5 };

使用 LINQ

可以使用 GetItemLinqQueryable 创建 LINQ 查询。此示例演示如何使用 FeedIterator 生成 LINQ 查询并进行异步执行：

using FeedIterator<Book> setIterator = container.GetItemLinqQueryable<Book>()
    .Where(b => b.Title == "War and Peace")
    .ToFeedIterator<Book>());

//Asynchronous query execution
while (setIterator.HasMoreResults)
{
    foreach(var item in await setIterator.ReadNextAsync()){
    {
        Console.WriteLine(item.cost);
    }
}

支持的 LINQ 运算符

NoSQL .NET SDK 随附的 LINQ 提供程序支持以下运算符：

Select：投影转换为 SELECT（包括对象构造）。
Where：筛选器转换为 WHERE，并且支持从 &&、|| 和 ! 到 NoSQL 运算符的转换
SelectMany：允许将数组展开到 JOIN 子句。用于将表达式链接或嵌套到对数组元素应用的筛选器。
OrderBy 和 OrderByDescending：使用 ASC 或 DESC 转换为 ORDER BY。
用于聚合的 Count、Sum、Min、Max 和 Average 运算符及其异步等效项 CountAsync、SumAsync、MinAsync、MaxAsync 和 AverageAsync。
CompareTo：转换为范围比较。此运算符通常用于字符串，因为它们在 .NET 中不可进行比较。
Skip 和 Take：转换为 OFFSET 和 LIMIT，用于限制查询的结果和进行分页。
数学函数：支持从 .NET Abs、Acos、Asin、Atan、Ceiling、Cos、Exp、Floor、Log、Log10、Pow、Round、Sign、Sin、Sqrt、Tan 和 Truncate 转换为等效的内置数学函数。
字符串函数：支持从 .NET Concat、Contains、Count、EndsWith、IndexOf、Replace、Reverse、StartsWith、SubString、ToLower、ToUpper、TrimEnd 和 TrimStart 转换为等效的内置字符串函数。
数组函数：支持从 .NET Concat、Contains 和 Count 转换为等效的内置数组函数。
地理空间扩展函数：支持从存根方法 Distance、IsValid、IsValidDetailed 和 Within 转换为等效的内置地理空间函数。
用户定义的函数扩展函数：支持从存根方法 CosmosLinq.InvokeUserDefinedFunction 转换为相应的用户定义的函数。
其他：支持 Coalesce 和条件运算符的转换。可以根据上下文将 Contains 转换为字符串 CONTAINS、ARRAY_CONTAINS 或 IN。

示例

以下示例演示了一些标准 LINQ 查询运算符如何转换为 Azure Cosmos DB 中的查询。

Select 运算符

语法为 input.Select(x => f(x))，其中 f 是一个标量表达式。这种情况下，input 将为 IQueryable 对象。

Select 运算符，示例 1：

LINQ Lambda 表达式

input.Select(family => family.parents[0].familyName);

NoSQL

SELECT VALUE f.parents[0].familyName
FROM Families f

Select 运算符，示例 2：

LINQ Lambda 表达式

input.Select(family => family.children[0].grade + c); // c is an int variable

NoSQL

SELECT VALUE f.children[0].grade + c
FROM Families f

Select 运算符，示例 3：

LINQ Lambda 表达式

input.Select(family => new
{
    name = family.children[0].familyName,
    grade = family.children[0].grade + 3
});

NoSQL

SELECT VALUE {
    "name":f.children[0].familyName,
    "grade": f.children[0].grade + 3 
}
FROM Families f

SelectMany 运算符

语法为 input.SelectMany(x => f(x))，其中 f 是返回容器类型的标量表达式。

LINQ Lambda 表达式

input.SelectMany(family => family.children);

NoSQL

SELECT VALUE child
FROM child IN Families.children

Where 运算符

语法为 input.Where(x => f(x))，其中 f 是返回布尔值的标量表达式。

Where 运算符，示例 1：

LINQ Lambda 表达式

input.Where(family=> family.parents[0].familyName == "Wakefield");

NoSQL

SELECT *
FROM Families f
WHERE f.parents[0].familyName = "Wakefield"

Where 运算符，示例 2：

LINQ Lambda 表达式

input.Where(
    family => family.parents[0].familyName == "Wakefield" &&
    family.children[0].grade < 3);

NoSQL

SELECT *
FROM Families f
WHERE f.parents[0].familyName = "Wakefield"
AND f.children[0].grade < 3

复合 NoSQL 查询

将上述运算符组合到一起可以构成更强大的查询。由于 Azure Cosmos DB 支持嵌套的容器，因此你可以连接或嵌套这种组合。

串联

语法为 input(.|.SelectMany())(.Select()|.Where())*。连接的查询可以使用可选的 SelectMany 查询开头，后接多个 Select 或 Where 运算符。

连接，示例 1：

LINQ Lambda 表达式

input.Select(family => family.parents[0])
    .Where(parent => parent.familyName == "Wakefield");

NoSQL

SELECT *
FROM Families f
WHERE f.parents[0].familyName = "Wakefield"

连接，示例 2：

LINQ Lambda 表达式

input.Where(family => family.children[0].grade > 3)
    .Select(family => family.parents[0].familyName);

NoSQL

SELECT VALUE f.parents[0].familyName
FROM Families f
WHERE f.children[0].grade > 3

连接，示例 3：

LINQ Lambda 表达式

input.Select(family => new { grade=family.children[0].grade}).
    Where(anon=> anon.grade < 3);

NoSQL

SELECT *
FROM Families f
WHERE ({grade: f.children[0].grade}.grade > 3)

连接，示例 4：

LINQ Lambda 表达式

input.SelectMany(family => family.parents)
    .Where(parent => parents.familyName == "Wakefield");

NoSQL

SELECT *
FROM p IN Families.parents
WHERE p.familyName = "Wakefield"

嵌套

语法为 input.SelectMany(x=>x.Q())，其中 Q 是 Select、SelectMany 或 Where 运算符。

嵌套查询会将内部查询应用到外部容器的每个元素。一个重要的功能是内部查询可以引用外部容器（如自联接）中元素的字段。

嵌套，示例 1：

LINQ Lambda 表达式

input.SelectMany(family=>
    family.parents.Select(p => p.familyName));

NoSQL

SELECT VALUE p.familyName
FROM Families f
JOIN p IN f.parents

嵌套，示例 2：

LINQ Lambda 表达式

input.SelectMany(family =>
    family.children.Where(child => child.familyName == "Jeff"));

NoSQL

SELECT *
FROM Families f
JOIN c IN f.children
WHERE c.familyName = "Jeff"

嵌套，示例 3：

LINQ Lambda 表达式

input.SelectMany(family => family.children.Where(
    child => child.familyName == family.parents[0].familyName));

NoSQL

SELECT *
FROM Families f
JOIN c IN f.children
WHERE c.familyName = f.parents[0].familyName

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使用 LINQ

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SelectMany 运算符

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复合 NoSQL 查询

串联

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