lambda表达式学习

Lambda 表达式是一种可用于创建 委托 或 表达式目录树 类型的 匿名函数 。 通过使用 lambda 表达式，可以写入可作为参数传递或作为函数调用值返回的本地函数。 Lambda 表达式对于编写 LINQ 查询表达式特别有用。

若要创建 Lambda 表达式，需要在 Lambda 运算符 =>左侧指定输入参数（如果有），然后在另一侧输入表达式或语句块。 例如，lambda 表达式 x => x * x 指定名为 x 的参数并返回 x 的平方值。 如下面的示例所示，你可以将此表达式分配给委托类型：

delegate int del(int i);
static void Main(string[] args)
{
    del myDelegate = x => x * x;
    int j = myDelegate(5); //j = 25
}

若要创建表达式目录树类型：

using System.Linq.Expressions;  

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Expression<del> myET = x => x * x;
        }
    }
}

=> 运算符具有与赋值运算符 (=) 相同的优先级并且是右结合运算（参见“运算符”文章的“结合性”部分）。

Lambda 在基于方法的 LINQ 查询中用作标准查询运算符方法（如 Where）的参数。

使用基于方法的语法在 Where 类中调用 Enumerable 方法时（如在 LINQ to Objects 和 LINQ to XML中一样），参数是委托类型 System.Func<T,TResult>。 使用 Lambda 表达式创建该委托最为方便。 例如，在 System.Linq.Queryable 类中调用相同的方法时（如在 LINQ to SQL 中一样），参数类型为 System.Linq.Expressions.Expression<func\>，其中 Func 是最多具有十六个输入参数的任何一个 Func 委托。 同样，Lambda 表达式只是一种非常简洁的构造该表达式目录树的方式。 尽管事实上通过 Lambda 创建的对象具有不同的类型，但 Lambda 使得 Where 调用看起来类似。

在上一个示例中，请注意委托签名具有一个 int类型的隐式类型输入参数，并返回 int。 可以将 Lambda 表达式转换为该类型的委托，因为该表达式也具有一个输入参数 (x)，以及一个编译器可隐式转换为 int 类型的返回值。 （以下几节中将对类型推理进行详细讨论。）使用输入参数 5 调用委托时，它将返回结果 25。

在 is 或 as 运算符的左侧不允许使用 Lambda。

适用于匿名方法的所有限制也适用于 Lambda 表达式。 有关详细信息，请参阅匿名方法。

表达式 lambda

表达式位于 => 运算符右侧的 Lambda 表达式称为“表达式 lambda”。 表达式 lambda 广泛用于表达式树的构造。 表达式 lambda 会返回表达式的结果，并采用以下基本形式：

(input-parameters) => expression

仅当 lambda 只有一个输入参数时，括号才是可选的；否则括号是必需的。 括号内的两个或更多输入参数使用逗号加以分隔：

(x, y) => x == y

有时，编译器难以或无法推断输入类型。 如果出现这种情况，你可以按以下示例中所示方式显式指定类型：

(int x, string s) => s.Length > x

使用空括号指定零个输入参数：

() => SomeMethod()

在上一个示例中，请注意表达式 Lambda 的主体可以包含一个方法调用。 但是，如果要创建在 .NET Framework 之外计算的表达式目录树（例如，在 SQL Server 中），则不应在 lambda 表达式中使用方法调用。 在 .NET 公共语言运行时上下文之外，方法将没有任何意义。

语句 lambda

语句 lambda 与表达式 lambda 表达式类似，只是语句括在大括号中：

(input-parameters) => { statement; }

语句 lambda 的主体可以包含任意数量的语句；但是，实际上通常不会多于两个或三个。

delegate void TestDelegate(string s);

TestDelegate del = n => { string s = n + " World";
                          Console.WriteLine(s); };

像匿名方法一样，语句 lambda 也不能用于创建表达式目录树。

异步 lambda

通过使用 async 和 await 关键字，你可以轻松创建包含异步处理的 lambda 表达式和语句。 例如，下面的 Windows 窗体示例包含一个调用和等待异步方法 ExampleMethodAsync的事件处理程序。

public partial class Form1 : Form
{
    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
    }  

    private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        // ExampleMethodAsync returns a Task.
        await ExampleMethodAsync();
        textBox1.Text += "\r\nControl returned to Click event handler.\n";
    }  

    async Task ExampleMethodAsync()
    {
        // The following line simulates a task-returning asynchronous process.
        await Task.Delay(1000);
    }
}

你可以使用异步 lambda 添加同一事件处理程序。 若要添加此处理程序，请在 lambda 参数列表前添加一个 async 修饰符，如下例所示。

public partial class Form1 : Form
{
    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
        button1.Click += async (sender, e) =>
        {
            // ExampleMethodAsync returns a Task.
            await ExampleMethodAsync();
            textBox1.Text += "\nControl returned to Click event handler.\n";
        };
    }  

    async Task ExampleMethodAsync()
    {
        // The following line simulates a task-returning asynchronous process.
        await Task.Delay(1000);
    }
}

有关如何创建和使用异步方法的详细信息，请参阅使用 Async 和 Await 的异步编程。

带有标准查询运算符的 lambda

许多标准查询运算符都具有输入参数，其类型是泛型委托系列 Func<T,TResult> 中的一种。 这些委托使用类型参数来定义输入参数的数量和类型，以及委托的返回类型。 Func 委托对于封装用户定义的表达式非常有用，这些表达式将应用于一组源数据中的每个元素。 例如，请考虑以下委托类型：

public delegate TResult Func<TArg0, TResult>(TArg0 arg0)

可以将委托实例化为 Func<int,bool> myFunc ，其中 int 是输入参数， bool 是返回值。 返回值始终在最后一个类型参数中指定。 Func<int, string, bool> 定义包含两个输入参数（ int 和 string）且返回类型为 bool的委托。 当调用下面的 Func 委托时，该委托将返回 true 或 false 以指示输入参数是否等于 5：

Func<int, bool> myFunc = x => x == 5;
bool result = myFunc(4); // returns false of course

当参数类型为 Expression<Func>时，你也可以提供 Lambda 表达式，例如在 System.Linq.Queryable 内定义的标准查询运算符中。 如果指定 Expression<Func> 参数，lambda 将编译为表达式目录树。

此处显示了一个标准查询运算符， Count 方法：

int[] numbers = { 5, 4, 1, 3, 9, 8, 6, 7, 2, 0 };
int oddNumbers = numbers.Count(n => n % 2 == 1);

编译器可以推断输入参数的类型，或者你也可以显式指定该类型。 这个特殊 lambda 表达式将计算那些除以 2 时余数为 1 的整数的数量 (n)。

下面一行代码将生成一个序列，其中包含 numbers 数组中在 9 左侧的所有元素，因为它是序列中第一个不满足条件的数字：

var firstNumbersLessThan6 = numbers.TakeWhile(n => n < 6);

此示例展示了如何通过将输入参数括在括号中来指定多个输入参数。 该方法将返回数字数组中的所有元素，直至遇到一个值小于其位置的数字为止。 不要将 lambda 运算符 (=>) 与大于等于运算符 (>=) 混淆。

var firstSmallNumbers = numbers.TakeWhile((n, index) => n >= index);

Lambda 中的类型推理

在编写 lambda 时，通常不必为输入参数指定类型，因为编译器可以根据 lambda 主体、参数的委托类型以及 C# 语言规范中描述的其他因素来推断类型。 对于大多数标准查询运算符，第一个输入是源序列中的元素类型。 因此，如果要查询 IEnumerable<Customer>，则输入变量将被推断为 Customer 对象，这意味着你可以访问其方法和属性：

customers.Where(c => c.City == "London");

Lambda 的一般规则如下：

• Lambda 包含的参数数量必须与委托类型包含的参数数量相同。

• Lambda 中的每个输入参数必须都能够隐式转换为其对应的委托参数。

• Lambda 的返回值（如果有）必须能够隐式转换为委托的返回类型。

请注意，lambda 表达式本身没有类型，因为常规类型系统没有“Lambda 表达式”这一内部概念。 但是，有时以一种非正式的方式谈论 lambda 表达式的“类型”会很方便。 在这些情况下，类型是指委托类型或 lambda 表达式所转换到的 Expression 类型。

Lambda 表达式中的变量范围

在定义 lambda 函数的方法内或包含 Lambda 表达式的类型内，Lambda 可以引用范围内的外部变量（请参阅匿名方法）。 以这种方式捕获的变量将进行存储以备在 lambda 表达式中使用，即使在其他情况下，这些变量将超出范围并进行垃圾回收。 必须明确地分配外部变量，然后才能在 lambda 表达式中使用该变量。 下面的示例演示这些规则：

delegate bool D();
delegate bool D2(int i);  

class Test
{
    D del;
    D2 del2;
    public void TestMethod(int input)
    {
        int j = 0;
        // Initialize the delegates with lambda expressions.
        // Note access to 2 outer variables.
        // del will be invoked within this method.
        del = () => { j = 10;  return j > input; };  

        // del2 will be invoked after TestMethod goes out of scope.
        del2 = (x) => {return x == j; };  

        // Demonstrate value of j:
        // Output: j = 0
        // The delegate has not been invoked yet.
        Console.WriteLine("j = {0}", j);        // Invoke the delegate.
        bool boolResult = del();  

        // Output: j = 10 b = True
        Console.WriteLine("j = {0}. b = {1}", j, boolResult);
    }  

    static void Main()
    {
        Test test = new Test();
        test.TestMethod(5);  

        // Prove that del2 still has a copy of
        // local variable j from TestMethod.
        bool result = test.del2(10);  

        // Output: True
        Console.WriteLine(result);  

        Console.ReadKey();
    }
}

下列规则适用于 lambda 表达式中的变量范围：

• 捕获的变量将不会被作为垃圾回收，直至引用变量的委托符合垃圾回收的条件。

• 在外部方法中看不到 lambda 表达式内引入的变量。

• Lambda 表达式无法从封闭方法中直接捕获 ref 或 out 参数。

• Lambda 表达式中的返回语句不会导致封闭方法返回。

• 如果跳转语句的目标在块外部，则 lambda 表达式不能包含位于 lambda 函数内部的 goto 语句、 break 语句或 continue 语句。 同样，如果目标在块内部，则在 lambda 函数块外部使用跳转语句也是错误的。