C#中的Action、Func委託和Lambda表達式

使用Action、Func和Lambda表達式

在.NET在,我們經常使用委託,委託的作用不必多說，在.NET 2.0之前,我們在使用委託之前,得自定義一個委託類型，再使用這個自定義的委託類型定義一個委託字段或變量。.NET 2.0給我們帶來了Action、Func兩個泛型委託，.NET3.0給我們帶來了Lambda，這一切使得委託的定義和使用變得簡單起來。下面的例子中的委託都使用了Lambda表達式。

一.Action系列的泛型委託

Action系列的委託定義的是沒有返回值(返回值爲void)的委託。它有多個版本包括沒有輸入參數,1個輸入參數,2個輸入參數,3個輸入參數,4個輸入參數共5個版本這幾個版本的原型如下:

1. 沒有輸入參數返回值爲void的委託.

Action委託封裝一個方法，該方法不採用參數並且不返回值。

可以使用此委託以參數形式傳遞一個執行某操作的方法，而不用顯式聲明一個自定義的委託來封裝此方法。該封裝的方法必須與此委託定義的方法簽名相對應。這意味着該方法不得具有參數和返回值。例:

using System;

using System.Windows.Forms;

public class Name

{

private string instanceName;

public Action ShowName;

public Show()

{

If(ShowName != null)

ShowName();

}

public Name(string name)

{

this.instanceName = name;

}

public void DisplayToConsole()

{

Console.WriteLine(this.instanceName);

}

public void DisplayToWindow()

{

MessageBox.Show(this.instanceName);

}

public class ActionStudy

{

public static void Main()

{

Name testName = new Name("Koani");

testName.ShowName = () => testName.DisplayToWindow();

testName.Show();

}

2. 有1個輸入參數返回值爲void的委託

Action泛型委託封裝一個方法，該方法只採用一個參數並且不返回值。

可以使用此委託以參數形式傳遞方法，而不用顯式聲明自定義的委託。該方法必須與此

委託定義的方法簽名相對應。也就是說，封裝的方法必須具有一個通過值傳遞給它的參數，並且不能返回值。例:

using System;

using System.Windows.Forms;

public class ActionStudy

{

public static void Main()

{

Action messageTarget;

if (Environment.GetCommandLineArgs().Length > 1)

messageTarget = s => MessageBox.Show(s);

else

messageTarget = s => Console.WriteLine(s);

messageTarget("Hello, World!");

}

下面的示例演示如何使用 Action(T) 委託來打印 List(T) 對象的內容。在此示例中，使用 Print 方法將列表的內容顯示到控制檯上。此外，C# 示例還演示如何使用匿名方法將內容顯示到控制檯上。

using System;

using System.Collections.Generic;

class Program

{

static void Main()

{

Action PrintInConsole = s => Console.WriteLine(s);

Action PrintInDialog = s=>MessageBox.Show(s);

List names = new List();

names.Add("Bruce");

names.Add("Alfred");

names.Add("Tim");

names.Add("Richard");

names.ForEach(PrintInConsole);

names.ForEach(PrintInDialog);

}

3. 有2個輸入參數返回值爲void的委託

Action 封裝一個方法，該方法具有兩個參數並且不返回值。

可以使用 Action(T1, T2) 委託以參數形式傳遞方法，而不用顯式聲明自定義的委託。該

方法必須與此委託定義的方法簽名相對應。也就是說，封裝的方法必須具有兩個均通過值傳遞給它的參數，並且不能返回值。

using System;

using System.IO;

public class ActinStudy

{

public static void Main()

{

string message1 = "The first line of a message.";

string message2 = "The second line of a message.";

Action concat;

if (Environment.GetCommandLineArgs().Length > 1)

concat = (s1, s2) =>

{

StreamWriter writer = null;

try

{

writer = new StreamWriter(Environment.GetCommandLineArgs()[1], false);

writer.WriteLine("{0}"n{1}", s1, s2);

}

catch

{

Console.WriteLine("File write operation failed...");

}

finally

{

if (writer != null) writer.Close();

}

};

else

concat = (s1, s2) => Console.WriteLine("{0}"n{1}", s1, s2);

concat(message1, message2);

}

4. 有3個輸入參數返回值爲void的委託

Action委託,封裝一個方法，該方法採用三個參數並且不返回值。

可以使用 Action(T1, T2, T3) 委託以參數形式傳遞方法，而不用顯式聲明自定義的委託。

該方法必須與此委託定義的方法簽名相對應。也就是說，封裝的方法必須具有三個均通過值傳遞給它的參數，並且不能返回值。

5. 有4個輸入參數返回值爲void的委託

Action委託, 封裝一個方法，該方法具有四個參數並且不返回值。

可以使用 Action(T1, T2, T3, T4) 委託以參數形式傳遞方法，而不用顯式聲明自定義的委託。封裝的方法必須與此委託定義的方法簽名相對應。也就是說，封裝的方法必須具有四個均通過值傳遞給它的參數，並且不能返回值。

二.Func系統的泛型委託

Func系列的委託定義的是返回值的委託。它有多個版本包括沒有輸入參數,1個輸入參數,2個輸入參數,3個輸入參數,4個輸入參數共5個版本這幾個版本的原型如下:

1. 沒有輸入參數有返回值(返回值不爲void)的委託

Func封裝一個不具有參數但卻返回 TResult 參數指定的類型值的方法。
可以使用此委託構造一個能以參數形式傳遞的方法，而不用顯式聲明自定義的委託。該

方法必須與此委託定義的方法簽名相對應。這意味着封裝的方法不得具有參數，但必須返回值。

2. 具有一個輸入參數有返回值(返回值不爲void)的委託

Func封裝一個具有一個參數並返回 TResult 參數指定的類型值的方法。

可以使用此委託構造一個能以參數形式傳遞的方法，而不用顯式聲明自定義的委託。該方法必須與此委託定義的方法簽名相對應。也就是說，封裝的方法必須具有一個通過值傳遞給它的參數，並且必須返回值。

3. 具有二個輸入參數有返回值(返回值不爲void)的委託

Func封裝一個具有一個參數並返回 TResult 參數指定的類型值的方法。

可以使用此委託構造一個能以參數形式傳遞的方法，而不用顯式聲明自定義的委託。該方法必須與此委託定義的方法簽名相對應。也就是說，封裝的方法必須具有兩個均通過值傳遞給它的參數，並且必須返回值

4. 具有三個輸入參數有返回值(返回值不爲void)的委託

Func封裝一個具有三個參數並返回 TResult 參數指定的類型值的方法。

可以使用此委託構造一個能以參數形式傳遞的方法，而不用顯式聲明自定義的委託。該方法必須與此委託定義的方法簽名相對應。也就是說，封裝的方法必須具有三個均通過值傳遞給它的參數，並且必須返回值。

5. 具有四個輸入參數有返回值(返回值不爲void)的委託

Func封裝一個具有四個參數並返回 TResult 參數指定的類型值的方法。

可以使用此委託構造一個能以參數形式傳遞的方法，而不用顯式聲明自定義的委託。該方法必須與此委託定義的方法簽名相對應。也就是說，封裝的方法必須具有四個均通過值傳遞給它的參數，並且必須返回值。

三，Lambda表達式

　　C#2.0介紹了一個新特性--匿名方法，允許研發者在線(inline)聲明自己的函數代碼而無須使用委託函數(delegate function)。C#3.0中提供了一個新特性--Lambda表達式，他提供了完成相同目標的更加簡潔的格式。讓我們在討論Lambda表達式以前仔細研究一下匿名方法。

　　匿名方法

　　假設你需要創建一個按鈕，當點擊他的時候更新ListBox裏的內容。在C#1.0和1.1裏，你要這樣做：

public MyForm()
{
　listBox = new ListBox(...);
　textBox = new TextBox(...);
　addButton = new Button(...);
　addButton.Click += new EventHandler(AddClick);
}

void AddClick(object sender, EventArgs e)
{
　listBox.Items.Add(textBox.Text);
}

　　在C#2.0裏，你需要這樣做：

public MyForm()
{
　listBox = new ListBox(...);
　textBox = new TextBox(...);
　addButton = new Button(...);
　addButton.Click += delegate
　{
　　listBox.Items.Add(textBox.Text);
};

　　就像你看到的相同，你不必要特別的聲明一個新方法來將他連接到一個事件上。你能在C#2.0裏使用匿名方法來完成同樣的工作。C#3.0裏介紹了一種更加簡單的格式，Lambda表達式，你能直接使用"=>"來書寫你的表達式列表，後面跟上一個表達式或語句塊。

　　Lambda表達式中的參數

　　Lambda表達式中的參數能是顯式或隱式類型的。在一個顯式類型參數列表裏，每個表達式的類型是顯式指定的。在一個隱式類型參數列表裏，類型是通過上下文推斷出來的：

(int x) => x + 1 // 顯式類型參數
(y,z) => return y * z; // 隱式類型參數

　　Lambda演算實例

　　下面的例子給出了兩種不同的方法來打印出一個list中長度爲偶數的字符串。第一種方法AnonMethod使用了匿名方法，第二種LambdaExample則是通過Lambda演算實現：

// Program.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Query;
using System.Xml.XLinq;
using System.Data.DLinq;

namespace LambdaExample
{
　public delegate bool KeyValueFilter(K key, V value);
　static class Program
　{

　　static void Main(string[] args)
　　{
　　　List list = new List();

　　　list.Add("AA");
　　　list.Add("ABC");
　　　list.Add("DEFG");
　　　list.Add("XYZ");
　　　Console.WriteLine("Through Anonymous method");
　　　AnonMethod(list);
　　　Console.WriteLine("Through Lambda expression");
　　　LambdaExample(list);

　　　Dictionary varClothes= new Dictionary();

　　　varClothes.Add("Jeans", 20);
　　　varClothes.Add("Shirts", 15);
　　　varClothes.Add("Pajamas", 9);
　　　varClothes.Add("Shoes", 9);
　　　var ClothesListShortage = varClothes.FilterBy((string name,
　　　int count) => name == "Shoes" && count < 10);
　　　// example of multiple parameters
　　　if(ClothesListShortage.Count > 0)
　　　　Console.WriteLine("We are short of shoes");
　　　Console.ReadLine();
　}

　static void AnonMethod(List list)
　{
　　List evenNumbers = list.FindAll(delegate(string i)
　　{ return (i.Length % 2) == 0; });
　　foreach (string evenNumber in evenNumbers)
　　{
　　　Console.WriteLine(evenNumber);
　　}
　}

　static void LambdaExample(List list)
　{
　　var evenNumbers = list.FindAll(i =>(i.Length % 2) == 0); // example of single parameter
　　foreach(string i in evenNumbers)
　　{
　　　Console.WriteLine(i);
　　}
　}
}

public static class Extensions
{
　public static Dictionary FilterBy
(this Dictionary items, KeyValueFilter filter)
　{
　　var result = new Dictionary();
　　foreach(KeyValuePair element in items)
　　{
　　　if (filter(element.Key, element.Value))
　　　　result.Add(element.Key, element.Value);
　　}
　　return result;
　}
　
}
}

　　如果你安裝了Visual Studio 2005 and LinQ Preview，你能使用編輯器來編譯程式。如果沒有的話，能使用命令行方式：

C:＼Program Files＼LINQ Preview＼Bin＼Csc.exe
/reference:"C:＼Program Files＼LINQ Preview＼Bin＼System.Data.DLinq.dll"
/reference:C:＼WINDOWS＼Microsoft.NET＼Framework＼v2.0.50727＼System.Data.dll
/reference:C:＼WINDOWS＼Microsoft.NET＼Framework＼v2.0.50727＼System.dll
/reference:"C:＼Program Files＼LINQ Preview＼Bin＼System.Query.dll"
/reference:C:＼WINDOWS＼Microsoft.NET＼Framework＼v2.0.50727＼System.Xml.dll
/reference:"C:＼Program Files＼LINQ Preview＼Bin＼System.Xml.XLinq.dll"
/target:exe Program.cs

　　中間語言結果顯示

　　打開ILDASM我們來查看一下程式，你將看到如圖1所示的內容：

圖1

　　雙擊AnonMethod函數你將看到C#編譯器產生的中間語言代碼：

.method private hidebysig static void AnonMethod(class
[mscorlib]System.Collections.Generic.List`1 list)
cil managed
{
　// Code size 96 (0x60)
　.maxstack 4
　.locals init ([0] class [mscorlib]System.Collections.Generic.List
　`1 evenNumbers,
　[1] string evenNumber,
　[2] valuetype [mscorlib]System.Collections.Generic.List
　`1/Enumerator CSCODE_REPLACEMENT 000,
　[3] bool CSCODE_REPLACEMENT 001)
　IL_0000: nop
　IL_0001: ldarg.0
　IL_0002: ldsfld class [mscorlib]System.Predicate
　`1 LambdaExample.Program::
　`<>9__CachedAnonymousMethodDelegate1
　IL_0007: brtrue.s IL_001c
　IL_0009: ldnull
　IL_000a: ldftn bool LambdaExample.Program::
　`b__0(string)
　IL_0010: newobj instance void class [mscorlib]System.Predicate
　`1::.ctor(object, native int)
　IL_0015: stsfld class [mscorlib]System.Predicate`1
　LambdaExample.Program::
　`<>9__CachedAnonymousMethodDelegate1
　IL_001a: br.s IL_001c
　IL_001c: ldsfld class [mscorlib]System.Predicate`1
　LambdaExample.Program::<>
　9__CachedAnonymousMethodDelegate1
　IL_0021: callvirt instance class [mscorlib]System.Collections.
　Generic.List`1 class [mscorlib]System.
　Collections.Generic.List`1::
　FindAll(class [mscorlib]System.Predicate`1)
　IL_0026: stloc.0
　IL_0027: nop
　IL_0028: ldloc.0
　IL_0029: callvirt instance valuetype [mscorlib]System.Collections.
　Generic.List`1/Enumerator class
　[mscorlib]System.Collections.Generic.List`1
　::GetEnumerator()
　IL_002e: stloc.2
　.try
　{
　　IL_002f: br.s IL_0042
　　IL_0031: ldloca.s CSCODE_REPLACEMENT 000
　　IL_0033: call instance !0 valuetype [mscorlib]System.
　　Collections.Generic.List`1/Enumerator
　　::get_Current()
　　IL_0038: stloc.1
　　IL_0039: nop
　　IL_003a: ldloc.1
　　IL_003b: call void [mscorlib]System.Console::
　　WriteLine(string)
　　IL_0040: nop
　　IL_0041: nop
　　IL_0042: ldloca.s CSCODE_REPLACEMENT 000
　　IL_0044: call instance bool valuetype [mscorlib]System.
　　Collections.Generic.List`1/Enumerator
　　::MoveNext()
　　IL_0049: stloc.3
　　IL_004a: ldloc.3
　　IL_004b: brtrue.s IL_0031
　　IL_004d: leave.s IL_005e
　} // end .try
　finally
　{
　　IL_004f: ldloca.s CSCODE_REPLACEMENT 000
　　IL_0051: constrained. valuetype [mscorlib]System.Collections.
　　Generic.List`1/Enumerator
　　IL_0057: callvirt instance void [mscorlib]System.
　　IDisposable::Dispose()
　　IL_005c: nop
　　IL_005d: endfinally
　} // end handler
　IL_005e: nop
　IL_005f: ret
} // end of method Program::AnonMethod

　　這裏我們能看到，實際上匿名方法和lambda表達式生成了相同的中間代碼，並且他們的執行也是類似的。

　　多參數的Lambda表達式

　　Lambda表達式能帶上多個參數，比如你能聲明一個Dictionary類型：

Clothing Type	Count
Shirts	15
Jeans	12
Shoes	9
Pajamas	9

　　如果你有一個匿名方法（FilterBy）來通過鍵和值來過濾字典，按麼你能傳遞多個參數給lambda表達式來調用這個匿名方法。附帶的代碼完成了這個FilterBy的功能：

var ClothesListShortage = clothesList.FilterBy((string name, int count)
=> name == "Shoes" && count < 10);

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CAtlDllModuleT Class

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