Tem o código fonte dele disponível. No mesmo arquivo tem todo código do LINQ. Todo o código do .NET pode ser visto e facilmente nesse site. No .NET Core está dividido em vários arquivos.
Há uma pergunta que fala sobre alguns detalhes: Para que serve o System.Linq no C#?
Acho que também será útil: Diferenças entre forma declarativa e imperativa do LINQ.
Também: Como funciona a lógica do Where no Entity Framework?.
Generics
Esse TSource
é uma espécie de super variável. Ele é substituído por um tipo específico que será usado naquela estrutura de dados. Isso é chamado de programação genérica. É algo importante estudar.
Func<>
Isso é um método delegado com uma assinatura específica para poder receber o código que será usado como filtro. Toda vez que um método será passado é preciso indicar a assinatura dele. Estude outra pergunta sobre o Func<>
para entender melhor. O predicate
aí é só o nome do argumento. O TSource
é o tipo que está na coleção de dados a ser avaliada (note que no screenshot foi usado Despesa
no lugar de TSource
. O bool
é o tipo de retorno desse método, afinal esse método sempre tem que responder se a condição atendeu ou não.
IEnumerable
Esses métodos só podem ser executados em objetos que possuem a implementação da interface IEnumerable
. Estude ela. Esses objetos certamente terão associados um objeto iterador para ir passo a passo em cada elemento do objeto.
Yield
Os algoritmos obviamente são diferentes mas a estrutura básica de todos é ter um laço percorrendo o objeto que está sendo processado (ele tem que ser um enumerável) e após algum processamento (possivelmente uma verificação de filtro) é retornado um elemento ou algum outro resultado.
Se retornar um elemento é feito com yield
assim ele encerra o algoritmo para aquele elemento e quando voltar nele o algoritmo continuará do próximo elemento. Para entender melhor como isso funciona deve estudar o yield
.
Métodos de extensão
Note que esses métodos dão a ilusão deles pertenceram ao objeto, mesmo não sendo. Eles são extension methods. Esse é outro ponto a estudar. Ele usa o this
visto ali no primeiro parâmetro para indicar que o método pode ser executado como parte do objeto, mas no fundo apenas está passando um objeto para o método (nada diferente dos métodos normais, só que neles isso fica "escondido" do programador, em método de extensão isso é explícito).
Lambda
Normalmente o que é passado como argumento (e não parâmetro) para esses métodos são lambdas (estude isso).
Elas são funções anônimas (se conhece JS). É uma forma de criar uma referência para uma função (a groso modo). Essa referência pode ser guardada em uma variável ou passada como argumento. Quem receber essa referência vai chamar essa função.
Então pode-se entender que está passando uma função como argumento. É uma forma de dar um corpo para a iteração desse objeto enumerável.
Quando passa a função em vez de executar o código e passar o resultado, você passa o código para ser executado lá dentro da função que o receberá.
Como ler expressões lambda.
Pode ajudar: https://pt.stackoverflow.com/a/99382/101
Exemplos
Em resumo simplificado ele faz:
public static IEnumerable<T> Where(this IEnumerable<T> source, Func<T, bool> predicate) {
foreach (T element in source) {
if (predicate(element)) { //está chamando o código que executará a condição
yield return element;
}
}
Note que essa lambda tem a assinatura obrigatória de receber um enumerável de um tipo específico e retornará um bool
, afinal o resultado será usado em um if
, tem que ser um booleano para tomar a decisão. Como consumidor deve saber que aquela expressão deve ser uma condição.
Reforço que esse método será chamado uma vez, processará um único elemento e encerrará. Por causa do yield
ele mantém o estado. Então quando entrar a próxima vez ele não executará mais naquele elemento, ele irá para o próximo da coleção enumerável. Vai assim até ser encerrado por alguma forma (pode ser que tenha passado por todos os elementos).
Como ele retorna um elemento por vez para manter o controle disso é preciso retornar o próprio enumerador para manter o controle e poder passar o elemento para outros métodos do LINQ, mais ou menos como se faz com interface fluente.
O Any()
não usa o yield
, ele não retorna elementos um por um, retorna se achou ou não:
public static bool Any<T>(this IEnumerable<T> source, Func<T, bool> predicate) {
foreach (T element in source) {
if (predicate(element)) return true;
}
return false;
}
Já o Count()
retorna um inteiro com a contagem, então ele tem que ir acumulando:
public static int Count<T>(this IEnumerable<T> source, Func<T, bool> predicate) {
int count = 0;
foreach (T element in source) {
if (predicate(element)) {
count++;
}
}
return count;
}
Coloquei no GitHub para referência futura.
Mais exemplo de uso.
Conclusão
Você pode criar outros métodos que complementem o LINQ. Basta seguir esse padrão (leia como criar um método de extensão no link da seção acima sobre o assunto). Sempre vai ter um laço, terá que chamar lambda passada, quase sempre dentro de um if
, mas não necessariamente e terá que retornar um resultado final ou um elemento através de um gerador (yield
). Eles não são mágicos, especiais, coisa da linguagem. Foram feitos para que qualquer programador com conhecimento necessário possa fazer o que precisa sem maiores complicações e dar melhor abstração para seus algoritmos.
Aconselho pesquisar sobre esses termos que passei na resposta aqui mesmo no SOpt e aprender mais sobre eles. Dei apenas os links básicos. O que não encontrar pode ir perguntando individualmente.
Where
?