Entity Framework Core实现Like查询详解

时间：2023-01-26 09:45:38|栏目：.NET代码|点击：次

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.com/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.com/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！