LINQ 如何不對參考重新賦值，就使物件對自身有副作用？

目前工作由於領域的限制，必須要用 C# 來完成以前用 Python + Pandas 做的許多表格操作。在 C# 中，相當於 Python pandas.DataFrame 的型別是 System.Data.DataTable。

C# : System.Data.DataTable == Python : pandas.DataFrame

為了程式碼清爽精簡，我通常不喜歡寫 dataTable = dataTable.LINQ_func()，最好 dataTable.LINQ_func() 就可以對自身產生副作用。

這邊就要介紹一個以為 dataTable.LINQ_func() 可以產生副作用，結果踩到雷的例子。

先看看這段的程式碼, 你認為會輸出什麼 ?

using System;
using System.Data;
using System.Linq;
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 建立 DataTable
        DataTable dataTable = new DataTable();
        dataTable.Columns.Add("Col_0", typeof(int));
        dataTable.Columns.Add("Col_1", typeof(double));

        // 加入 10 個 Row，並在 Col 0 填充 0~9
        foreach(int i in Enumerable.Range(0,10))
        {
            dataTable.Rows.Add(new object[]{i, null});
        }

        dataTable.Rows.Cast<DataRow>() //for .NetCore, as dataTable.AsEnumerable()
            .Select(workRow =>
            {//試圖產生副作用
                workRow["Col_1"] = (int)workRow["Col_0"]/10.0;
                return workRow;
            });

        // 印出 DataTable 內容展示結果
        foreach(DataRow row in dataTable.Rows.Cast<DataRow>())
        {
            Console.WriteLine(String.Join(", ",row.ItemArray));
        }
    }
}

結果發現對 Col_0 的寫入沒有成功，沒有副作用，Select 並沒有改變 dataTable 的內容。

> Executing task: dotnet run <

0,
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,

如果加上一個看起來無關痛癢的 .ToList()

// 前略
        dataTable.Rows.Cast<DataRow>() //for .NetCore, as dataTable.AsEnumerable()
            .Select(workRow =>
            {//試圖產生副作用
                workRow["Col_1"] = (int)workRow["Col_0"]/10.0;
                return workRow;
            }.ToList(); //只有這一行改變，改變是加上 ToList()
//後略

卻改變輸出了，對 Col_0 的寫入成功了。

> Executing task: dotnet run <

0, 0
1, 0.1
2, 0.2
3, 0.3
4, 0.4
5, 0.5
6, 0.6
7, 0.7
8, 0.8
9, 0.9

這是為什麼？為什麼看似沒有給 dataTable 重新賦值得 .ToList() 會有不同結果？

解釋

因為所有的 LINQ 都只是一種「預約命令」，要等到對 IEnumerabe 跑 foreach 才會執行 LINQ。如果要立刻生效，必須使用強制查詢。

強制查詢
- 方法1：呼叫 ToList() 或 ToArray() 可以強制查詢。
- 方法2：Count、Max、Average 和 First 這一類「彙總方法（Aggregation Method）」雖然沒有明確呼叫 foreach，但實作要 foreach 才能回傳結果，因此呼叫彙總方法也能完成強制查詢。

注意

但以下這樣是不會生效的。

// 前略
        dataTable.Rows.Cast<DataRow>() //for .NetCore, as dataTable.AsEnumerable()
            .Select(workRow =>
            {//試圖產生副作用
                workRow["Col_1"] = (int)workRow["Col_0"]/10.0;
                return workRow;
            });
        
        dataTable.Rows.Cast<DataRow>().ToList();
        //或者
        dataTable.Rows.Cast<DataRow>().Max(row=>row.ItemArray.First());
//後略

因為 ToList()、ToArray() 或 Aggregat Method 必須要與 LINQ 寫在同一個敘述式。

但是，這樣又會生效了

// 前略
        var t = dataTable.Rows.Cast<DataRow>() //for .NetCore, as dataTable.AsEnumerable()
            .Select(workRow =>
            {//試圖產生副作用
                workRow["Col_1"] = (int)workRow["Col_0"]/10.0;
                return workRow;
            });

        t.ToList();
//後略

因為 LINQ 建立的「預約命令」已經被寄託到參考 t 之上。

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解釋

注意

參考資料