預備知識:
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委託:是指安全封裝方法的類型,類似於 C 和 C++ 中的函數指針。 與 C 函數指針不同的是,委託是面向對象的、類型安全的和可靠的。 委託的類型由聲明的委託名稱確定。如:public delegate void Del(string message);
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表達式目錄樹:表達式樹以樹形數據結構表示代碼,其中每一個節點都是一種表達式,比如方法調用和 x < y 這樣的二元運算等。如:companies.Where(company => (company.ToLower() == "coho winery" || company.Length > 16)).OrderBy(company => company)
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匿名函數:匿名函數是一個“內聯”語句或表達式,可在需要委託類型的任何地方使用。 可以使用匿名函數來初始化命名委託,或傳遞命名委託(而不是命名委託類型)作爲方法參數。
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IEnumerable:開枚舉數,該枚舉數支持在指定類型的集合上進行簡單迭代。
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IQueryable:提供對數據類型已知的特定數據源的查詢進行計算的功能。
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標準查詢運算方法:是組成語言集成查詢 (Language-Intergrated Query:LINQ) 模式的方法。 大多數這些方法都在序列上運行,其中的序列是一個對象,其類型實現了 IEnumerable 接口或 IQueryable 接口。 標準查詢運算符提供了包括篩選、投影、聚合、排序等功能在內的查詢功能。共有兩組 LINQ 標準查詢運算符,一組在類型爲 IEnumerable 的對象上運行,另一組在類型爲 IQueryable 的對象上運行。 構成每組運算符的方法分別是 Enumerable 和 Queryable 類的靜態成員。 這些方法被定義爲作爲方法運行目標的類型的“擴展方法”。 這意味着可以使用靜態方法語法或實例方法語法來調用它們。
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Expression:System.Linq.Expressions 命名空間包含的類、接口和枚舉能夠使語言級別的代碼表達式表示爲表達式樹形式的對象。
Lambda 表達式是一種可用於創建c或表達式目錄樹類型的匿名函數。 通過使用 lambda 表達式,可以寫入可作爲參數傳遞或作爲函數調用值返回的本地函數。 Lambda 表達式對於編寫 LINQ 查詢表達式特別有用。
若要創建 Lambda 表達式,需要在 Lambda 運算符 => 左側指定輸入參數(如果有),然後在另一側輸入表達式或語句塊。 例如,lambda 表達式 x => x * x 指定名爲 x 的參數並返回 x 的平方值。 如下面的示例所示,你可以將此表達式分配給委託類型:
delegate int del(int i);
static void Main(string[] args)
{
del myDelegate = x => x * x;
int j = myDelegate(5); //j = 25
}
若要創建表達式目錄樹類型:
using System.Linq.Expressions;
namespace ConsoleApplication1
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Expression<del> myET = x => x * x;
}
}
}
=> 運算符具有與賦值運算符 (=) 相同的優先級並且是右結合運算(參見“運算符”文章的“結合性”部分)。
Lambda 在基於方法的 LINQ 查詢中用作標準查詢運算符方法(如 Where``1)的參數。
使用基於方法的語法在 Enumerable 類中調用 Where``1 方法時(如在 LINQ to Objects 和 LINQ to XML 中一樣),參數是委託類型 Func。 使用 Lambda 表達式創建該委託最爲方便。 例如,當你在 Queryable 類中調用相同的方法時(如在 LINQ to SQL 中一樣),參數類型爲 Expression<Func>,其中 Func 是最多具有十六個輸入參數的任何一個 Func 委託。 同樣,Lambda 表達式只是一種非常簡潔的構造該表達式目錄樹的方式。 儘管事實上通過 Lambda 創建的對象具有不同的類型,但 Lambda 使得 Where 調用看起來類似。
在上一個示例中,請注意委託簽名具有一個 int 類型的隱式類型輸入參數,並返回 int。 可以將 Lambda 表達式轉換爲該類型的委託,因爲該表達式也具有一個輸入參數 (x),以及一個編譯器可隱式轉換爲 int 類型的返回值。(以下幾節中將對類型推理進行詳細討論。)使用輸入參數 5 調用委託時,它將返回結果 25。
適用於匿名方法的所有限制也適用於 Lambda 表達式。
有關更多信息,請參見匿名方法(C# 編程指南)。
表達式Lambda
表達式位於 => 運算符右側的 lambda 表達式稱爲“表達式 lambda”。 表達式 lambda 廣泛用於表達式樹(C# 和 Visual Basic)的構造。 表達式 lambda 會返回表達式的結果,並採用以下基本形式:
(input parameters) => expression
僅當 lambda 只有一個輸入參數時,括號纔是可選的;否則括號是必需的。 括號內的兩個或更多輸入參數使用逗號加以分隔:
(x, y) => x == y
有時,編譯器難以或無法推斷輸入類型。
如果出現這種情況,你可以按以下示例中所示方式顯式指定類型:
(int x, string s) => s.Length > x
使用空括號指定零個輸入參數:
() => SomeMethod()
在上一個示例中,請注意表達式 Lambda 的主體可以包含一個方法調用。
但是,如果要創建在 .NET Framework 之外計算的表達式目錄樹(例如,在 SQL Server 中),則不應在 lambda 表達式中使用方法調用。
在 .NET 公共語言運行時上下文之外,方法將沒有任何意義。
語句 lambda
語句 lambda 與表達式 lambda 表達式類似,只是語句括在大括號中:
<span style="font-family:Arial;background-color: rgb(255, 255, 255);"></span><pre class="csharp" name="code">(input parameters) => {statement;}
語句 lambda 的主體可以包含任意數量的語句;但是,實際上通常不會多於兩個或三個。
delegate void TestDelegate(string s);
…
TestDelegate myDel = n => { string s = n + " " + "World"; Console.WriteLine(s); };
myDel("Hello");
異步lambda
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.\r\n";
}
async Task ExampleMethodAsync()
{
// The following line simulates a task-returning asynchronous process.
await Task.Delay(1000);
}
}
public partial class Form1 : Form
{
public Form1()
{
InitializeComponent();
button1.Click += async (sender, e) =>
{
// ExampleMethodAsync returns a Task.
await ExampleMethodAsync();
textBox1.Text += "\r\nControl returned to Click event handler.\r\n";
};
}
async Task ExampleMethodAsync()
{
// The following line simulates a task-returning asynchronous process.
await Task.Delay(1000);
}
}
帶有標準查詢運算符的lambda
public delegate TResult Func<TArg0, TResult>(TArg0 arg0)
Func<int, bool> myFunc = x => x == 5;
bool result = myFunc(4); // returns false of course
當參數類型爲 Expression<Func> 時,你也可以提供 Lambda 表達式,例如在 System.Linq.Queryable 內定義的標準查詢運算符中。 如果指定 Expression<Func> 參數,lambda 將編譯爲表達式目錄樹。
此處顯示了一個標準查詢運算符,Count``1 方法:
int[] numbers = { 5, 4, 1, 3, 9, 8, 6, 7, 2, 0 };
int oddNumbers = numbers.Count(n => n % 2 == 1);
編譯器可以推斷輸入參數的類型,或者你也可以顯式指定該類型。 這個特殊 lambda 表達式將計算那些除以 2 時餘數爲 1 的整數的數量 (n)。
下面一行代碼將生成一個序列,其中包含 numbers 數組中在 9 左側的所有元素,因爲它是序列中第一個不滿足條件的數字:
var firstNumbersLessThan6 = numbers.TakeWhile(n => n < 6);
此示例展示瞭如何通過將輸入參數括在括號中來指定多個輸入參數。
該方法將返回數字數組中的所有元素,直至遇到一個值小於其位置的數字爲止。 不要將 lambda 運算符 (=>) 與大於等於運算符 (>=) 混淆。
var firstSmallNumbers = numbers.TakeWhile((n, index) => n >= index);
Lambda中的類型推理
在編寫 lambda 時,通常不必爲輸入參數指定類型,因爲編譯器可以根據 lambda 主體、參數的委託類型以及 C# 語言規範中描述的其他因素來推斷類型。
對於大多數標準查詢運算符,第一個輸入是源序列中的元素類型。
因此,如果要查詢 IEnumerable<Customer>,則輸入變量將被推斷爲 Customer 對象,這意味着你可以訪問其方法和屬性:
customers.Where(c => c.City == "London");
Lambda 的一般規則如下:
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Lambda 包含的參數數量必須與委託類型包含的參數數量相同。
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Lambda 中的每個輸入參數必須都能夠隱式轉換爲其對應的委託參數。
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Lambda 的返回值(如果有)必須能夠隱式轉換爲委託的返回類型。
請注意,lambda 表達式本身沒有類型,因爲常規類型系統沒有“Lambda 表達式”這一內部概念。但是,有時以一種非正式的方式談論 lambda 表達式的“類型”會很方便。 在這些情況下,類型是指委託類型或 lambda 表達式所轉換到的 Expression 類型。
Lambda表達式中的變量範圍
在定義 lambda 函數的方法內或包含 lambda 表達式的類型內,lambda 可以引用範圍內的外部變量(參見匿名方法(C# 編程指南))。 以這種方式捕獲的變量將進行存儲以備在 lambda 表達式中使用,即使在其他情況下,這些變量將超出範圍並進行垃圾回收。 必須明確地分配外部變量,然後才能在 lambda 表達式中使用該變量。 下面的示例演示這些規則:
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();
}
}
下列規則適用於 lambda 表達式中的變量範圍:
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捕獲的變量將不會被作爲垃圾回收,直至引用變量的委託符合垃圾回收的條件。
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在外部方法中看不到 lambda 表達式內引入的變量。
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Lambda 表達式無法從封閉方法中直接捕獲 ref 或 out 參數。
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Lambda 表達式中的返回語句不會導致封閉方法返回。
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如果跳轉語句的目標在塊外部,則 lambda 表達式不能包含位於 lambda 函數內部的 goto 語句、break 語句或 continue 語句。 同樣,如果目標在塊內部,則在 lambda 函數塊外部使用跳轉語句也是錯誤的。