Join 運算子的第四篇文章，將和大家分享如何利用 GroupJoin 運算子完成 Left outer join 的效果。
自學筆記這系列是我自己學習的一些心得分享，歡迎指教。這系列的分享，會以 C# + 我比較熟的 Net 3.5 環境為主。
另外本系列預計至少會切成【打地基】和【語法應用】兩大部分做分享。打地基的部分，講的是 LINQ 的組成元素，這部分幾乎和 LINQ 無關，反而是 C# 2.0、C# 3.0 的一堆語言特性，例如：型別推斷、擴充方法、泛型、委派等等，不過都會把分享的範圍限制在和 LINQ 應用有直接相關功能。
PS. LINQ 自學筆記幾乎所有範例，都可直接複製到 LINQPad 4 上執行（大多是用 Statements 和 Program 模式）。因為它輕巧好用，功能強大，寫範例很方便，請大家自行到以下網址下載最新的 LINQPad：http://www.LINQpad.net/。
上一篇我們說明了 GroupJoin 運算子，接下我們要利用這個運算子來完成仿 SQL Script 的 Left outer join （左外部聯結）效果。But，人生最機車的就是這個 But，在看 Code 之前，我們要再多了解一個運算子：DefaultIfEmpty。

public static IEnumerable<TSource> DefaultIfEmpty<TSource>(
    this IEnumerable<TSource> source
)
public static IEnumerable<TSource> DefaultIfEmpty<TSource>(
    this IEnumerable<TSource> source,
    TSource defaultValue
)

DefaultIfEmpty 運算子是 IEnumerable<TSource> 的擴充方法，呼叫它時，會回傳 IEnumerable<TSource>，來源和結果看起來都一樣，唯一的差異是 DefaultIfEmpty 運算子所回傳的序列，其中若有項目是 null，則會以該項目型別（TSource）的預設值帶入，或者我們可以利用第二個多載方法自訂項目為 null 時的預設值。

我們應該了解，外部聯結（Outer join）的意義就是，只要 outer 有的項目，不管在 inner 中是否能對應到，都必須呈現在輸出結果中，換言之，outer 中的項目，對應到在 inner 中有可能是 null，但是 null 是無法變成輸出結果，會發生 NullReferenceException 錯誤，因此我們必須透過 DefaultIfEmpty 運算子幫我們處理 TInner 為 null 時，該怎麼定義 TInner 的輸出結果。

大家可能會問，那有沒有 Right outer join？在 LINQ 裡，沒有！請使用 Left outer join 吧。

But，是的，人生最機車的 But 又出現了！.Net 3.5 的 LINQ to SQL/Entities 完全不支援 DefaultIfEmpty 運算子，.Net 4.0/4.5 的 LINQ to SQL 只支援第一個無參數的多載方法，至於 LINQ to Entities ，MSDN 文件上是寫兩個多載方法都支援，不過實際在 .Net 4.0 上，使用第二個多載方法還是會出現 NotSupportedException 例外，原因我還沒查出來，有結果再回補文章，總之，使用時請留意，才不會老是發生 NotSupportedException 錯誤。

下面範例我們沿用上一篇的 BOM 和 Equip 資料來源，因此程式碼會省略資料來源的定義，請自行翻閱前一篇文章之程式碼，以建立資料來源：

void Main()
{
    var BOMTable = DataProvider.getBOM();
    var Equips = DataProvider.getEquips();    
    var query =
        from b in BOMTable
        join e in Equips
            on new { b.BomType, b.WUC } equals new { e.BomType, e.WUC } into be
        from obj in be.DefaultIfEmpty()
        select new 
        {
            b.BomType, b.WUC,
            Name = obj == null ? "N/A" : obj.Name
        };
    query.Dump("Left outer join query");
}

上述程式碼，我們使用 GroupJoin 運算子聯結 BOMTable 和 Equips 兩個序列，設定用 BomType 和 WUC 屬性做相等比較，到目前為止都還是內部聯結（Inner join），接著我們對 GroupJoin 後的結果序列（be）調用 DefaultIfEmpty 運算子，使用無參數的第一個多載方法，然後在投影（Select）輸出建立匿名型別的 Name 屬性時，判斷若 be 中的項目為 null，就輸出字串 "N/A"，否則就輸出項目的 Name 屬性值，至此，完成 Left outer join 效果。

我們看一下對等的方法架構查詢：

BOMTable
   .GroupJoin (
      Equips, 
      b => 
         new  
         {
            BomType = b.BomType, 
            WUC = b.WUC
         }, 
      e => 
         new  
         {
            BomType = e.BomType, 
            WUC = e.WUC
         }, 
      (b, be) => 
         new  
         {
            b = b, 
            be = be
         }
   )
   .SelectMany (
      temp0 => temp0.be.DefaultIfEmpty (), 
      (temp0, obj) => 
         new  
         {
            BomType = temp0.b.BomType, 
            WUC = temp0.b.WUC, 
            Name = (obj == null) ? "N/A" : obj.Name
         }
   )

如果改成查詢資料庫，則會產出的 SQL Script 如下：

SELECT 
[Extent1].[BomType] AS [BomType], 
[Extent1].[WUC] AS [WUC], 
CASE WHEN ([Extent2].[Name] IS NULL) THEN N'N/A' ELSE [Extent2].[Name] END AS [C1]
FROM  [dbo].[BOMTable] AS [Extent1]
LEFT OUTER JOIN [dbo].[Equip] AS [Extent2] ON ([Extent1].[BomType] = [Extent2].[BomType]) AND ([Extent1].[WUC] = [Extent2].[WUC])

看到囉，產出的 SQL Script 中，有 Left outer join 喔！
接著，看幾個第二個多載方法的範例，一樣可以完成 Left outer join 效果：

void Main()
{
    var BOMTable = DataProvider.getBOM();
    var Equips = DataProvider.getEquips();    
    var query =
        from b in BOMTable
        join e in Equips
            on new { b.BomType, b.WUC } equals new { e.BomType, e.WUC } into be
        from obj in be.DefaultIfEmpty(new Equip {Name = default(string)})
        select new 
        {
            b.BomType, b.WUC,
            Name = obj.Name ?? "N/A"
        };
    query.Dump("Left outer join query");
}

輸出結果和前一個範例是一樣的，就不重複貼圖佔版面了。上述程式碼，改用第二個多載方法，呼叫 DefaultIfEmply 運算子帶入一個新的 Equip 型別，只設定 Name 屬性的預設值，然後投影輸出時，改用 ?? 運算子（Null 結合）處理輸出的 Name 屬性值。

對應的方法架構查詢：

BOMTable
   .GroupJoin (
      Equips, 
      b => 
         new  
         {
            BomType = b.BomType, 
            WUC = b.WUC
         }, 
      e => 
         new  
         {
            BomType = e.BomType, 
            WUC = e.WUC
         }, 
      (b, be) => 
         new  
         {
            b = b, 
            be = be
         }
   )
   .SelectMany (
      temp0 => 
         temp0.be
            .DefaultIfEmpty (
               new Equip()
               {
                  Name = null
               }
            ), 
      (temp0, obj) => 
         new  
         {
            BomType = temp0.b.BomType, 
            WUC = temp0.b.WUC, 
            Name = (obj.Name ?? "N/A")
         }
   ) 

第三種應用 DefaultIfEmpty 運算子的方式，是在投影輸出時使用，請見下述範例：

void Main()
{
    var BOMTable = DataProvider.getBOM();
    var Equips = DataProvider.getEquips();    
    var query =
        from b in BOMTable
        join e in Equips
            on new { b.BomType, b.WUC } equals new { e.BomType, e.WUC } into be
        select be.DefaultIfEmpty(new Equip
        {
            BomType = b.BomType, 
            WUC = b.WUC,
            Name = "N/A"
        });
    query.SelectMany(q => q).Dump("Left outer join query");
}

輸出結果亦同前面的範例。上述程式碼，把 DefaultIfEmpty 運算子放到投影時輸出，但是因為它會回傳一個序列，所以輸出結果其實是一個集合再包一個集合，所以最後我用 SelectMany 做扁平化處理，讓輸出結果和前面的範例一致。