C#のLINQ拡張メソッドで左外部結合（LEFT OUTER JOIN）を実装する方法

内部結合と左外部結合の違い

内部結合（INNER JOIN）では、キーが一致する要素だけが結果セットに含まれ、一致しない要素は除外されます。

一方、左外部結合（LEFT OUTER JOIN）では、一致するすべての要素に加えて、左側のコレクション側で一致しなかった要素も結果セットに含まれます。

ここでは、具体的な例を使って左外部結合の実装方法を見ていきましょう。次のような Department クラスと Employee クラスを想定します。注目すべきポイントは、従業員 Mary には部署が割り当てられていないことです。内部結合の場合、Mary のレコードは結果セットに含まれませんが、左外部結合であれば含まれます。

実装のポイント

C# の LINQ で左外部結合を実現するには、GroupJoin メソッドと SelectMany メソッド、さらに DefaultIfEmpty メソッドを組み合わせます。DefaultIfEmpty を呼び出すことで、一致する要素が存在しない場合にデフォルト値（null）が返されるため、null チェックを行って「No Department」のような代替テキストを表示できます。

サンプルコード

static class Program{
    static void Main(string[] args){
        var result = Employee.GetAllEmployees()
        .GroupJoin(Department.GetAllDepartments(),
        e => e.DepartmentID,
        d => d.ID,
        (emp, depts) => new { emp, depts })
        .SelectMany(z => z.depts.DefaultIfEmpty(),
        (a, b) => new{
            EmployeeName = a.emp.Name,
            DepartmentName = b == null ? "No Department" : b.Name
        });
        foreach (var v in result){
            Console.WriteLine(" " + v.EmployeeName + "\t" + v.DepartmentName);
        }
    }
}
public class Department{
    public int ID { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public static List<Department> GetAllDepartments(){
        return new List<Department>(){
            new Department { ID = 1, Name = "IT"},
            new Department { ID = 2, Name = "HR"},
        };
    }
}
public class Employee{
    public int ID { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public int DepartmentID { get; set; }
    public static List<Employee> GetAllEmployees(){
        return new List<Employee>(){
            new Employee { ID = 1, Name = "Mark", DepartmentID = 1 },
            new Employee { ID = 2, Name = "Steve", DepartmentID = 2 },
            new Employee { ID = 3, Name = "Ben", DepartmentID = 1 },
            new Employee { ID = 4, Name = "Philip", DepartmentID = 1 },
            new Employee { ID = 5, Name = "Mary" }
        };
    }
}

実行結果

Mark	IT
Steve	HR
Ben	IT
Philip	IT
Mary	No Department

このように、部署が割り当てられていない Mary のレコードも「No Department」として結果セットに含まれていることが確認できます。SQL の LEFT OUTER JOIN と同じ動作を LINQ のメソッド構文だけで実現できるのがポイントです。