无外键约束时能否使用导航属性？EF Core排序逻辑实现问询

问题背景 #

现有系统通过Func<IQueryable<T>, IOrderedQueryable<T>>定义排序规则，示例代码如下：

Func<IQueryable<T>, IOrderedQueryable<T>> sort = q => q.OrderBy(r => r.Arrival);

排序调用逻辑：

var railcars = DbContext.Railcars
    .Where(r => r.ArrivalDate != null)
    .OrderBy(sort)
    .ToList();

当前需要实现关联无外键的Transfers表的排序逻辑，但无法直接引用DbContext，且系统重构成本极高。目标是找到无需引用DbContext的实现方案，或模拟导航属性的用法。

实体结构说明：
Transfers表的FromId/ToId为逻辑外键，需结合FromType/ToType确定关联表（如TransferType.Railcar关联Railcars表）：

public enum TransferType
{
    Storage = 0,
    Railcar = 1,
    Truck = 2,
    Ship = 3,
}

public class Transfer
{
    public int Id { get; set; }
    public TransferType FromType { get; set; }
    public int FromId { get; set; }
    public TransferType ToType { get; set; }
    public int ToId { get; set; }
    public DateTime TimeStamp { get; set; }
    public double Quantity { get; set; }
}

public class Railcar
{
    public int Id { get; set; }
    public string RailcarNumber { get; set; }
    public DateTime? Arrival { get; set; }
    public DateTime? Departure { get; set; }
}

解决方案 #

方案1：配置无外键的导航属性（推荐） #

EF Core支持在无数据库外键约束的情况下，通过Fluent API手动配置导航属性，实现类似外键关联的用法，无需在排序Func中直接引用DbContext。

步骤1：添加导航属性到实体

修改Railcar类，新增对应转出/转入记录的导航属性：

public class Railcar
{
    public int Id { get; set; }
    public string RailcarNumber { get; set; }
    public DateTime? Arrival { get; set; }
    public DateTime? Departure { get; set; }

    // 从该Railcar转出的记录
    public ICollection<Transfer> OutgoingTransfers { get; set; }
    // 转入该Railcar的记录
    public ICollection<Transfer> IncomingTransfers { get; set; }
}

步骤2：在DbContext中配置导航属性

在DbContext的OnModelCreating方法中，通过Fluent API配置关联规则，包含逻辑外键的过滤条件：

protected override void OnModelCreating(ModelBuilder modelBuilder)
{
    // 配置转出记录关联
    modelBuilder.Entity<Railcar>()
        .HasMany(r => r.OutgoingTransfers)
        .WithOne() // Transfer无反向导航属性，使用WithOne()
        .HasForeignKey(t => t.FromId)
        .HasPrincipalKey(r => r.Id)
        .IsRequired(false)
        .HasFilter($"FromType = {(int)TransferType.Railcar}"); // 过滤Railcar类型的转出记录

    // 配置转入记录关联
    modelBuilder.Entity<Railcar>()
        .HasMany(r => r.IncomingTransfers)
        .WithOne()
        .HasForeignKey(t => t.ToId)
        .HasPrincipalKey(r => r.Id)
        .IsRequired(false)
        .HasFilter($"ToType = {(int)TransferType.Railcar}"); // 过滤Railcar类型的转入记录
}

步骤3：编写排序Func

现在可以直接使用导航属性编写排序逻辑，完全符合原有系统的使用方式：

Func<IQueryable<Railcar>, IOrderedQueryable<Railcar>> sort = q => q.OrderBy(r => 
    r.InboundQuantity 
    - r.OutgoingTransfers.Sum(t => t.Quantity) 
    + r.IncomingTransfers.Sum(t => t.Quantity));

方案2：使用LINQ子查询（无需修改实体配置） #

如果无法修改实体或DbContext配置，可通过LINQ子查询实现，利用EF Core的查询翻译能力，无需直接引用DbContext实例。

排序Func示例：

Func<IQueryable<Railcar>, IOrderedQueryable<Railcar>> sort = q => 
    q.OrderBy(r => 
        r.InboundQuantity 
        - (from t in q.Provider.CreateQuery<Transfer>(
            Expression.Call(
                typeof(EntityFrameworkQueryableExtensions),
                nameof(EntityFrameworkQueryableExtensions.AsQueryable),
                new[] { typeof(Transfer) },
                Expression.Constant(((IInfrastructure<IServiceProvider>)q.Provider.GetService(typeof(ICurrentDbContext))).Instance.Set<Transfer>())
            ))
           where t.FromId == r.Id && t.FromType == TransferType.Railcar
           select t.Quantity).Sum()
        + (from t in q.Provider.CreateQuery<Transfer>(
            Expression.Call(
                typeof(EntityFrameworkQueryableExtensions),
                nameof(EntityFrameworkQueryableExtensions.AsQueryable),
                new[] { typeof(Transfer) },
                Expression.Constant(((IInfrastructure<IServiceProvider>)q.Provider.GetService(typeof(ICurrentDbContext))).Instance.Set<Transfer>())
            ))
           where t.ToId == r.Id && t.ToType == TransferType.Railcar
           select t.Quantity).Sum());

该方案通过IQueryable的Provider获取当前上下文的Transfers集合，避免直接引用DbContext实例，但代码复杂度较高，仅作为无法使用方案1时的替代。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jonathan Wood