LINQ - Vollständiger äußerer Join

Question

Ich habe eine Liste mit den IDs der Personen und ihren Vornamen und eine Liste mit den IDs der Personen und ihren Nachnamen. Einige Personen haben keinen Vornamen und einige haben keinen Nachnamen. Ich möchte eine vollständige äußere Verknüpfung der beiden Listen durchführen.

Also die folgenden Listen:

ID  FirstName
--  ---------
 1  John
 2  Sue

ID  LastName
--  --------
 1  Doe
 3  Smith

Sollte produzieren:

ID  FirstName  LastName
--  ---------  --------
 1  John       Doe
 2  Sue
 3             Smith

Ich bin neu in LINQ (so verzeihen Sie mir, wenn ich lahm bin) und haben einige Lösungen für "LINQ Outer Joins" gefunden, die alle ziemlich ähnlich aussehen, aber wirklich scheinen, um äußere Verbindungen zu verlassen.

Meine bisherigen Versuche gehen in etwa in diese Richtung:

private void OuterJoinTest()
{
    List<FirstName> firstNames = new List<FirstName>();
    firstNames.Add(new FirstName { ID = 1, Name = "John" });
    firstNames.Add(new FirstName { ID = 2, Name = "Sue" });

    List<LastName> lastNames = new List<LastName>();
    lastNames.Add(new LastName { ID = 1, Name = "Doe" });
    lastNames.Add(new LastName { ID = 3, Name = "Smith" });

    var outerJoin = from first in firstNames
        join last in lastNames
        on first.ID equals last.ID
        into temp
        from last in temp.DefaultIfEmpty()
        select new
        {
            id = first != null ? first.ID : last.ID,
            firstname = first != null ? first.Name : string.Empty,
            surname = last != null ? last.Name : string.Empty
        };
    }
}

public class FirstName
{
    public int ID;

    public string Name;
}

public class LastName
{
    public int ID;

    public string Name;
}

Aber dies kehrt zurück:

ID  FirstName  LastName
--  ---------  --------
 1  John       Doe
 2  Sue

Was mache ich falsch?

Answer 1

Wie Sie festgestellt haben, gibt es in Linq kein "outer join"-Konstrukt. Am ehesten können Sie einen Left Outer Join mit der von Ihnen angegebenen Abfrage erreichen. Dazu können Sie alle Elemente der Nachnamenliste hinzufügen, die nicht in der Verknüpfung enthalten sind:

outerJoin = outerJoin.Concat(lastNames.Select(l=>new
                            {
                                id = l.ID,
                                firstname = String.Empty,
                                surname = l.Name
                            }).Where(l=>!outerJoin.Any(o=>o.id == l.id)));

Answer 2

Meine saubere Lösung für die Situation, dass der Schlüssel in beiden Enumerables eindeutig ist:

 private static IEnumerable<TResult> FullOuterJoin<Ta, Tb, TKey, TResult>(
            IEnumerable<Ta> a, IEnumerable<Tb> b,
            Func<Ta, TKey> key_a, Func<Tb, TKey> key_b,
            Func<Ta, Tb, TResult> selector)
        {
            var alookup = a.ToLookup(key_a);
            var blookup = b.ToLookup(key_b);
            var keys = new HashSet<TKey>(alookup.Select(p => p.Key));
            keys.UnionWith(blookup.Select(p => p.Key));
            return keys.Select(key => selector(alookup[key].FirstOrDefault(), blookup[key].FirstOrDefault()));
        }

also

    var ax = new[] {
        new { id = 1, first_name = "ali" },
        new { id = 2, first_name = "mohammad" } };
    var bx = new[] {
        new { id = 1, last_name = "rezaei" },
        new { id = 3, last_name = "kazemi" } };

    var list = FullOuterJoin(ax, bx, a => a.id, b => b.id, (a, b) => "f: " + a?.first_name + " l: " + b?.last_name).ToArray();

Ausgänge:

f: ali l: rezaei
f: mohammad l:
f:  l: kazemi

Answer 3

Die Antwort von sehe gefällt mir, aber sie verwendet keine verzögerte Ausführung (die Eingabesequenzen werden durch die Aufrufe von ToLookup eifrig aufgezählt). Nachdem ich mir also die .NET-Quellen für LINQ-to-objects habe ich mir das hier ausgedacht:

public static class LinqExtensions
{
    public static IEnumerable<TResult> FullOuterJoin<TLeft, TRight, TKey, TResult>(
        this IEnumerable<TLeft> left,
        IEnumerable<TRight> right,
        Func<TLeft, TKey> leftKeySelector,
        Func<TRight, TKey> rightKeySelector,
        Func<TLeft, TRight, TKey, TResult> resultSelector,
        IEqualityComparer<TKey> comparator = null,
        TLeft defaultLeft = default(TLeft),
        TRight defaultRight = default(TRight))
    {
        if (left == null) throw new ArgumentNullException("left");
        if (right == null) throw new ArgumentNullException("right");
        if (leftKeySelector == null) throw new ArgumentNullException("leftKeySelector");
        if (rightKeySelector == null) throw new ArgumentNullException("rightKeySelector");
        if (resultSelector == null) throw new ArgumentNullException("resultSelector");

        comparator = comparator ?? EqualityComparer<TKey>.Default;
        return FullOuterJoinIterator(left, right, leftKeySelector, rightKeySelector, resultSelector, comparator, defaultLeft, defaultRight);
    }

    internal static IEnumerable<TResult> FullOuterJoinIterator<TLeft, TRight, TKey, TResult>(
        this IEnumerable<TLeft> left,
        IEnumerable<TRight> right,
        Func<TLeft, TKey> leftKeySelector,
        Func<TRight, TKey> rightKeySelector,
        Func<TLeft, TRight, TKey, TResult> resultSelector,
        IEqualityComparer<TKey> comparator,
        TLeft defaultLeft,
        TRight defaultRight)
    {
        var leftLookup = left.ToLookup(leftKeySelector, comparator);
        var rightLookup = right.ToLookup(rightKeySelector, comparator);
        var keys = leftLookup.Select(g => g.Key).Union(rightLookup.Select(g => g.Key), comparator);

        foreach (var key in keys)
            foreach (var leftValue in leftLookup[key].DefaultIfEmpty(defaultLeft))
                foreach (var rightValue in rightLookup[key].DefaultIfEmpty(defaultRight))
                    yield return resultSelector(leftValue, rightValue, key);
    }
}

Diese Implementierung hat die folgenden wichtigen Eigenschaften:

• Aufgeschobene Ausführung, die Eingabesequenzen werden nicht aufgezählt, bevor die Ausgabesequenz aufgezählt ist.
• Die Eingabesequenzen werden jeweils nur einmal aufgezählt.
• Erhält die Reihenfolge der Eingabesequenzen in dem Sinne, dass er Tupel in der Reihenfolge der linken Sequenz und dann der rechten (für die Schlüssel, die in der linken Sequenz nicht vorhanden sind) liefert.

Diese Eigenschaften sind wichtig, denn sie sind das, was jemand, der FullOuterJoin nicht kennt, aber Erfahrung mit LINQ hat, erwarten wird.

Answer 4

Ich habe beschlossen, dies als separate Antwort hinzuzufügen, da ich mir nicht sicher bin, ob es ausreichend getestet wurde. Dies ist eine Neuimplementierung der FullOuterJoin Methode, die im Wesentlichen eine vereinfachte, angepasste Version von LINQKit Invoke / Expand para Expression so dass es mit dem Entity Framework funktionieren sollte. Es gibt nicht viel Erklärung, da es ziemlich genau das gleiche wie meine vorherige Antwort ist.

public static class Ext {
    private static Expression<Func<TP, TC, TResult>> CastSMBody<TP, TC, TResult>(LambdaExpression ex, TP unusedP, TC unusedC, TResult unusedRes) => (Expression<Func<TP, TC, TResult>>)ex;

    public static IQueryable<TResult> LeftOuterJoin<TLeft, TRight, TKey, TResult>(
        this IQueryable<TLeft> leftItems,
        IQueryable<TRight> rightItems,
        Expression<Func<TLeft, TKey>> leftKeySelector,
        Expression<Func<TRight, TKey>> rightKeySelector,
        Expression<Func<TLeft, TRight, TResult>> resultSelector) {

        // (lrg,r) => resultSelector(lrg.left, r)
        var sampleAnonLR = new { left = default(TLeft), rightg = default(IEnumerable<TRight>) };
        var parmP = Expression.Parameter(sampleAnonLR.GetType(), "lrg");
        var parmC = Expression.Parameter(typeof(TRight), "r");
        var argLeft = Expression.PropertyOrField(parmP, "left");
        var newleftrs = CastSMBody(Expression.Lambda(resultSelector.Apply(argLeft, parmC), parmP, parmC), sampleAnonLR, default(TRight), default(TResult));

        return leftItems.GroupJoin(rightItems, leftKeySelector, rightKeySelector, (left, rightg) => new { left, rightg }).SelectMany(r => r.rightg.DefaultIfEmpty(), newleftrs);
    }

    public static IQueryable<TResult> RightOuterJoin<TLeft, TRight, TKey, TResult>(
        this IQueryable<TLeft> leftItems,
        IQueryable<TRight> rightItems,
        Expression<Func<TLeft, TKey>> leftKeySelector,
        Expression<Func<TRight, TKey>> rightKeySelector,
        Expression<Func<TLeft, TRight, TResult>> resultSelector) {

        // (lgr,l) => resultSelector(l, lgr.right)
        var sampleAnonLR = new { leftg = default(IEnumerable<TLeft>), right = default(TRight) };
        var parmP = Expression.Parameter(sampleAnonLR.GetType(), "lgr");
        var parmC = Expression.Parameter(typeof(TLeft), "l");
        var argRight = Expression.PropertyOrField(parmP, "right");
        var newrightrs = CastSMBody(Expression.Lambda(resultSelector.Apply(parmC, argRight), parmP, parmC), sampleAnonLR, default(TLeft), default(TResult));

        return rightItems.GroupJoin(leftItems, rightKeySelector, leftKeySelector, (right, leftg) => new { leftg, right })
                         .SelectMany(l => l.leftg.DefaultIfEmpty(), newrightrs);
    }

    private static Expression<Func<TParm, TResult>> CastSBody<TParm, TResult>(LambdaExpression ex, TParm unusedP, TResult unusedRes) => (Expression<Func<TParm, TResult>>)ex;

    public static IQueryable<TResult> RightAntiSemiJoin<TLeft, TRight, TKey, TResult>(
        this IQueryable<TLeft> leftItems,
        IQueryable<TRight> rightItems,
        Expression<Func<TLeft, TKey>> leftKeySelector,
        Expression<Func<TRight, TKey>> rightKeySelector,
        Expression<Func<TLeft, TRight, TResult>> resultSelector) where TLeft : class where TRight : class where TResult : class {

        // newrightrs = lgr => resultSelector(default(TLeft), lgr.right)
        var sampleAnonLgR = new { leftg = (IEnumerable<TLeft>)null, right = default(TRight) };
        var parmLgR = Expression.Parameter(sampleAnonLgR.GetType(), "lgr");
        var argLeft = Expression.Constant(default(TLeft), typeof(TLeft));
        var argRight = Expression.PropertyOrField(parmLgR, "right");
        var newrightrs = CastSBody(Expression.Lambda(resultSelector.Apply(argLeft, argRight), parmLgR), sampleAnonLgR, default(TResult));

        return rightItems.GroupJoin(leftItems, rightKeySelector, leftKeySelector, (right, leftg) => new { leftg, right }).Where(lgr => !lgr.leftg.Any()).Select(newrightrs);
    }

    public static IQueryable<TResult> FullOuterJoin<TLeft, TRight, TKey, TResult>(
        this IQueryable<TLeft> leftItems,
        IQueryable<TRight> rightItems,
        Expression<Func<TLeft, TKey>> leftKeySelector,
        Expression<Func<TRight, TKey>> rightKeySelector,
        Expression<Func<TLeft, TRight, TResult>> resultSelector)  where TLeft : class where TRight : class where TResult : class {

        return leftItems.LeftOuterJoin(rightItems, leftKeySelector, rightKeySelector, resultSelector).Concat(leftItems.RightAntiSemiJoin(rightItems, leftKeySelector, rightKeySelector, resultSelector));
    }

    public static Expression Apply(this LambdaExpression e, params Expression[] args) {
        var b = e.Body;

        foreach (var pa in e.Parameters.Cast<ParameterExpression>().Zip(args, (p, a) => (p, a))) {
            b = b.Replace(pa.p, pa.a);
        }

        return b.PropagateNull();
    }

    public static Expression Replace(this Expression orig, Expression from, Expression to) => new ReplaceVisitor(from, to).Visit(orig);
    public class ReplaceVisitor : System.Linq.Expressions.ExpressionVisitor {
        public readonly Expression from;
        public readonly Expression to;

        public ReplaceVisitor(Expression _from, Expression _to) {
            from = _from;
            to = _to;
        }

        public override Expression Visit(Expression node) => node == from ? to : base.Visit(node);
    }

    public static Expression PropagateNull(this Expression orig) => new NullVisitor().Visit(orig);
    public class NullVisitor : System.Linq.Expressions.ExpressionVisitor {
        public override Expression Visit(Expression node) {
            if (node is MemberExpression nme && nme.Expression is ConstantExpression nce && nce.Value == null)
                return Expression.Constant(null, nce.Type.GetMember(nme.Member.Name).Single().GetMemberType());
            else
                return base.Visit(node);
        }
    }

    public static Type GetMemberType(this MemberInfo member) {
        switch (member) {
            case FieldInfo mfi:
                return mfi.FieldType;
            case PropertyInfo mpi:
                return mpi.PropertyType;
            case EventInfo mei:
                return mei.EventHandlerType;
            default:
                throw new ArgumentException("MemberInfo must be if type FieldInfo, PropertyInfo or EventInfo", nameof(member));
        }
    }
}

Answer 5

Ich habe diese Erweiterungsklasse vor etwa 6 Jahren für eine Anwendung geschrieben und sie seitdem in vielen Lösungen ohne Probleme verwendet. Ich hoffe, es hilft.

edit: Ich habe bemerkt, dass einige vielleicht nicht wissen, wie man eine Erweiterungsklasse benutzt.

Um diese Erweiterungsklasse zu verwenden, verweisen Sie einfach auf ihren Namensraum in Ihrer Klasse, indem Sie die folgende Zeile hinzufügen using joinext;

^ Dies sollte es Ihnen ermöglichen, die Intellisense von Erweiterungsfunktionen für jede IEnumerable-Objektsammlung, die Sie verwenden, zu sehen.

Ich hoffe, das hilft. Lassen Sie es mich wissen, wenn es immer noch nicht klar ist, und ich werde hoffentlich ein Beispiel schreiben, wie man es verwendet.

Hier ist die Klasse:

namespace joinext
{    
public static class JoinExtensions
    {
        public static IEnumerable<TResult> FullOuterJoin<TOuter, TInner, TKey, TResult>(
            this IEnumerable<TOuter> outer,
            IEnumerable<TInner> inner,
            Func<TOuter, TKey> outerKeySelector,
            Func<TInner, TKey> innerKeySelector,
            Func<TOuter, TInner, TResult> resultSelector)
            where TInner : class
            where TOuter : class
        {
            var innerLookup = inner.ToLookup(innerKeySelector);
            var outerLookup = outer.ToLookup(outerKeySelector);

            var innerJoinItems = inner
                .Where(innerItem => !outerLookup.Contains(innerKeySelector(innerItem)))
                .Select(innerItem => resultSelector(null, innerItem));

            return outer
                .SelectMany(outerItem =>
                {
                    var innerItems = innerLookup[outerKeySelector(outerItem)];

                    return innerItems.Any() ? innerItems : new TInner[] { null };
                }, resultSelector)
                .Concat(innerJoinItems);
        }

        public static IEnumerable<TResult> LeftJoin<TOuter, TInner, TKey, TResult>(
            this IEnumerable<TOuter> outer,
            IEnumerable<TInner> inner,
            Func<TOuter, TKey> outerKeySelector,
            Func<TInner, TKey> innerKeySelector,
            Func<TOuter, TInner, TResult> resultSelector)
        {
            return outer.GroupJoin(
                inner,
                outerKeySelector,
                innerKeySelector,
                (o, i) =>
                    new { o = o, i = i.DefaultIfEmpty() })
                    .SelectMany(m => m.i.Select(inn =>
                        resultSelector(m.o, inn)
                        ));

        }

        public static IEnumerable<TResult> RightJoin<TOuter, TInner, TKey, TResult>(
            this IEnumerable<TOuter> outer,
            IEnumerable<TInner> inner,
            Func<TOuter, TKey> outerKeySelector,
            Func<TInner, TKey> innerKeySelector,
            Func<TOuter, TInner, TResult> resultSelector)
        {
            return inner.GroupJoin(
                outer,
                innerKeySelector,
                outerKeySelector,
                (i, o) =>
                    new { i = i, o = o.DefaultIfEmpty() })
                    .SelectMany(m => m.o.Select(outt =>
                        resultSelector(outt, m.i)
                        ));

        }

    }
}