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Entity Framework Core实现Like查询详解

在Entity Framework Core 2.0中增加一个很酷的功能: EF.Functions.Like() ,最终解析为SQL中的 Like 语句,以便于在 LINQ 查询中直接调用。

不过Entity Framework 中默认提供了 StartsWith 、 Contains 和 EndsWith 方法用于解决模糊查询,那么为什么还要提供 EF.Functions.Like ,今天我们来重点说说它们之间的区别。

表结构定义

在具体内容开始之前,我们先简单说明一下要使用的表结构。

    public class Category
    {
        public int CategoryID { get; set; }
        public string CategoryName { get; set; }
        
        public override string ToString()
        {
            return $"{nameof(CategoryID)}: {CategoryID}, {nameof(CategoryName)}: {CategoryName}";
        }
    }

在 Category 类型定义了两个字段:CategoryID、CategoryName。

    public class SampleDbContext : DbContext
    {
        public virtual DbSet<Category> Categories { get; set; }

        protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder)
        {
            optionsBuilder.UseSqlServer("数据库连接字符串");
            base.OnConfiguring(optionsBuilder);
        }

        protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
        {
            base.OnModelCreating(modelBuilder);
            EntityTypeBuilder<Category> entityTypeBuilder = modelBuilder.Entity<Category>();
            entityTypeBuilder.ToTable("Category");
            entityTypeBuilder.HasKey(e => e.CategoryID);
            entityTypeBuilder.Property(e => e.CategoryID).UseSqlServerIdentityColumn();
        }
    }

我们使用 SampleDbContext 来访问数据库。

CategoryID CategoryName 1 Clothing 2 Footwear 3 Accessories

在数据库的 Category 表中插入上面三行记录。

EF.Functions.Like 使用示例

我们来看一个 EF.Functions.Like() 查询示例,查询 CategoryName 字段中包括字符串 [t] 的数据,传递的参数是 [%t%]:

        [Fact]
        public void Like()
        {
            using (var dataContext = new SampleDbContext()) {

               var result= dataContext.Categories.Where(item => EF.Functions.Like(item.CategoryName, "%t%")).ToList();
           
                foreach (var item in result) {
                    _testOutputHelper.WriteLine(item.CategoryName);
                }
            }
        }

提示:在做一些示例演示时,个人喜欢会用 Xunit + Resharper,这样可以直接运行对应的示例,并且也可以直接输出对应的结果。

我们来看一下运行的结果:

查询的结果包含两条数据,这与我们预期结果一致。

字符串匹配模式

在这里,我暂且将 StartsWith 、 Contains 和 EndsWith 方法称之为 字符串匹配模式 。

您肯定在Entity Framework中使用过这些方式,我们还是简单说明一下这三个方法的作用:

StartsWith :表示字符串的开头是否与指定的字符串匹配; Contains :表示指定的子串是否出现在此字符串中; EndsWith :表示字符串的结尾是否与指定的字符串匹配;

我们可以通过 Contains 方法实现与前一个示例一致的功能:

        [Fact]
        public void Contains()
        {
            using (var dataContext = new SampleDbContext())
            {
                var result = dataContext.Categories.Where(item => item.CategoryName.Contains("t")).ToList();

                foreach (var item in result)
                {
                    _testOutputHelper.WriteLine(item.CategoryName);
                }

            }
        }

我们在 Contains 方法转入参数[t] ,运行的结果如下:

运行结果与  Like  函数示例的结果是一致的。

在这里我只列举了 Contains 的示例, StartsWith 和 EndsWith 的功能非常相似,我就不重复列举了。

这两个示例的运行结果是一致的,那么微软为什么要提供 EF.Functions.Like() 方法呢?

通配符模糊查询

我们知道在 T-SQL 语句中 Like 关键字支持  通配符  ,下面简单介绍支持的通配符:

通配符 说明 示例 % 包含零个或多个字符的任意字符串。 WHERE title LIKE '%computer%' 将查找在书名中任意位置包含单词 "computer" 的所有书名。 _(下划线) 任何单个字符。 WHERE au_fname LIKE '_ean' 将查找以 ean 结尾的所有 4 个字母的名字(Dean、Sean 等)。 [ ] 指定范围 ([a-f]) 或集合 ([abcdef]) 中的任何单个字符。 WHERE au_lname LIKE '[C-P]arsen' 将查找以 arsen 结尾并且以介于 C 与 P 之间的任何单个字符开始的作者姓氏,
例如 Carsen、Larsen、Karsen 等。 [^] 不属于指定范围 ([a-f]) 或集合 ([abcdef]) 的任何单个字符。 WHERE au_lname LIKE 'de[^l]%' 将查找以 de 开始并且其后的字母不为 l 的所有作者的姓氏。

关于 Like 和通配符更多的知识请直接到MSDN中了解,链接地址: https://msdn.microsoft测试数据/zh-cn/library/ms179859(v=sql.110).aspx 。

我们的将查询关键字由 [t] 改为 [[a-c]],再来看上面两个示例分别运行的结果:

EF.Functions.Like 查询示例:

Contains 查询示例:

上面运行的结果,Like 查询的结果返回三条记录,而 Contains 查询的结果无任何数据返回。

我们借助 SQL Server Profiler 分别捕获这两个示例实际生成的SQL查询。

EF.Functions.Like 查询生成的SQL语句:

    SELECT [item].[CategoryID], [item].[CategoryName]
    FROM [Category] AS [item]
    WHERE [item].[CategoryName] LIKE N'%[a-c]%'

Contains 查询生成的SQL语句:

    SELECT [item].[CategoryID], [item].[CategoryName]
    FROM [Category] AS [item]
    WHERE CHARINDEX(N'[a-c]', [item].[CategoryName]) > 0

通过上面示例以及捕获的SQL,我们可以得知, EF.Functions.Like()  查询会被解释成为  Like ,实际上是查询字符串中包括 [a]、[b]、[c] 这三个字符中任何一个字符的数据,而使用  Contains  查询会被解析成为  CharIndex  函数,实际是指查询字符串中包括 [[a-c]] 的字符串。

提示:   StartsWith 和 EndsWith 分别会被解析成为 Left 和 Right 函数,测试结果在这里不再做重复演示。

结论:  在EF Core中提供 EF.Functions.Like() 方法的根本原因是在 TSQL 语句中  Like  关键字支持通配符,而在.Net中 StartsWith 、 Contains 和 EndsWith 方法是不支持通配符的;
在EF Core中 StartsWith 、 Contains 和 EndsWith 模糊查询实际分别被解析成为 Left 、 CharIndex 和 Right ,而不是 Like 。

其它要点

通过上面的示例我们已经说清楚了 EF.Functions.Like() 方法和 StartsWith 、 Contains 和 EndsWith 方法之间的区别,但是还有以下两点需要说明。

EF Core StartsWith 优化

如果使用 StartWith 方法来实现模糊查询,解析后的SQL语句会包括一个 Like 查询,您可能要说,刚才不是已经讲过吗, StartsWith 、 Contains 和 EndsWith 方法解析后的SQL不是通过  Like  来查询!先不要着急,我下面来说清楚这个问题。

StartsWith 查询示例:

        [Fact]
        public void StartsWith()
        {
            using (var dataContext = new SampleDbContext())
            {
                var result = dataContext.Categories.Where(item => item.CategoryName.StartsWith("Clo")).ToList();

                foreach (var item in result)
                {
                    _testOutputHelper.WriteLine(item.CategoryName);
                }
            }
        }

借助 SQL Server Profiler 捕获实际生成的SQL查询:

    SELECT [item].[CategoryID], [item].[CategoryName]
    FROM [Category] AS [item]
    WHERE [item].[CategoryName] LIKE N'Clo' + N'%' AND (LEFT([item].[CategoryName], LEN(N'Clo')) = N'Clo')

在SQL语句中,即用到了 Like ,也用到 Left 函数,这是为什么呢?

您可能知道在数据库查询时,如果在某一个字段上使用函数是无法利用到索引的;在使用 Left , CharIndex 和 Right 时是无法利用到索引的;而 Like 查询在百分号后置的情况下会利用到索引。关于数据库的这些知识,在博客园上有很多文章,我就不重复说明了。

结论:  StartsWith 模糊查询解析后的SQL用到 Like ,这是因为 Like 在百分号后置的是情况下会利用到索引,这样查询速度会更快。 Contains 和 EndsWith 模糊查询解析后的SQL不包括 Like 查询,因为在分百号前置的情况无法引用到索引。

关于 Contains 和 EndsWith 模糊查询的测试,在这里不再重复,您可以自己测试。

EF 6

在EF 6中,模糊查询解析后的SQL语句与EF Core中略有不同,但是执行的结果没有区别。

我们在EF 6中分别捕获 StartsWith 、 Contains 和 EndsWith 解析后的SQL语句,不过我们搜索的关键字是:[[a-c]],包含通配符。

StartsWith 查询生成的SQL语句:

SELECT 
    [Extent1].[CategoryID] AS [CategoryID], 
    [Extent1].[CategoryName] AS [CategoryName]
    FROM [dbo].[Category] AS [Extent1]
    WHERE [Extent1].[CategoryName] LIKE N'~[a-c]%' ESCAPE N'~'

Contains 查询生成的SQL语句:

SELECT 
    [Extent1].[CategoryID] AS [CategoryID], 
    [Extent1].[CategoryName] AS [CategoryName]
    FROM [dbo].[Category] AS [Extent1]
    WHERE [Extent1].[CategoryName] LIKE N'%~[a-c]%' ESCAPE N'~'

EndsWith 查询生成的SQL语句:

SELECT 
    [Extent1].[CategoryID] AS [CategoryID], 
    [Extent1].[CategoryName] AS [CategoryName]
    FROM [dbo].[Category] AS [Extent1]
    WHERE [Extent1].[CategoryName] LIKE N'%~[a-c]' ESCAPE N'~'

StartsWith 、 Contains 和 EndsWith 方法均会被解析为 Like 查询,但是是传递的参数由:[[a-c]]变为了[[a-b]]**,前面多了一个特殊符号**[],并且查询子句的后面还多了一部分 ESCAPE N'~'。

在MSDN上面有关 ESCAPE 关键字的解释,我们摘取其中一部分来说明:

使用 ESCAPE 子句的模式匹配 搜索包含一个或多个特殊通配符的字符串。 例如,customers 数据库中的 discounts 表可能存储含百分号 (%) 的折扣值。 若要搜索作为字符而不是通配符的百分号,必须提供 ESCAPE 关键字和转义符。 例如,一个样本数据库包含名为 comment 的列,该列含文本 30%。 若要搜索在 comment 列中的任何位置包含字符串 30% 的任何行,请指定 WHERE comment LIKE '%30!%%' ESCAPE '!' 之类的 WHERE 子句。 如果未指定 ESCAPE 和转义符,则数据库引擎将返回包含字符串 30 的所有行。

如果您想了解EF 6是如果过滤这些通配符的,可以在Github上面了解,链接地址: https://github测试数据/aspnet/EntityFramework6/blob/6.1.3/src/EntityFramework.SqlServer/SqlProviderManifest.cs#L164-L189 。

结论: 在EF 6中 StartsWith 、 Contains 和 EndsWith 方法均会被解析为 Like 查询,但是如果出现了通配符,框架会结合 ESCAPE 以及自身过滤功能将参数进行转义。

总结

通过上面的叙述,我们可以得到如下一些结论:

在EF Core中提供 EF.Functions.Like() 方法的根本原因是在 TSQL 语句中  Like  关键字支持通配符,而在.Net中 StartsWith 、 Contains 和 EndsWith 方法是不支持通配符的; 在EF Core中 StartsWith 、 Contains 和 EndsWith 模糊查询分别被解析成为 Left 、 CharIndex 和 Right ,而不是 Like 。 在EF Core中 StartsWith 模糊查询解析后的SQL用到 Like ,这是因为 Like 在百分号后置的是情况下会利用到索引,这样查询速度会更快; 在EF 6中, StartsWith 、 Contains 和 EndsWith 方法均会被解析为 Like 查询,但是如果出现了通配符,框架会结合 ESCAPE 以及自身过滤功能将参数进行转义; 在EF 6中,模糊查询不支持通配符,这一点是因为我没有找到对应的解决方案!

到此这篇关于Entity Framework Core实现Like查询的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。

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