[.net 物件導向程式設計進階] (5) Lamda表示式(一) 建立委託

yubinfeng發表於2015-07-03

物件程式設計

[.net 物件導向程式設計進階] (5) Lamda表示式(一) 建立委託

本節導讀：

通過學習Lambda表示式，學會建立委託和表示式目錄樹，深入瞭解Lambda的特性，讓你的程式碼變的更加清晰、簡潔、高效。

讀前必備：

本節學習前，需要掌握以下知識：

A.泛型 (請參考[.net 物件導向程式設計基礎] (18) 泛型）

B.Linq基礎（請參照[.net 物件導向程式設計基礎] (19) LINQ基礎）

C.Linq使用 (請參照[.net 物件導向程式設計基礎] (20) LINQ使用)

D.委託 (請參照[.net 物件導向程式設計基礎] (21) 委託）

E.事件（請參照[.net 物件導向程式設計基礎] (22) 事件）

通過《.net 物件導向程式設計基礎》系列中相關介紹，我們已經初步使用過了Lambda表示式進行Linq查詢，這節我們主要深入瞭解Lambda表示式。

1. 關於Lambda

Lambda 表示式是一種可用於建立委託或表示式目錄樹型別的匿名函式。

以上是微軟對Lambda表示式的定義。從這個定義中，我們可以看出，Lambda的存在，主要做兩件事：

A.建立委託(Delegate)

B.建立表示式樹(Expression Tree)

此外，Lambda表示式的本質就是匿名方法（或叫匿名函式）。

後面面我們分別從這兩個方法入手，進一步學習Lambda帶我給我們的便利。

2. Lambda表示式

Lambda表示式的構成如下：

零個引數: ()=>expr

一個引數：(param)=>expr 或 param=>expr

多個引數：（param-list）=>expr

所有Lambda表示式都使用Lambda運算子=>，該運算子讀作"goes to"

當引數只有一個時，右邊的括號可以省略。

下面是寫法舉例：

//零個引數
() => MethodName()
//一個引數
(x) => x+x
X=>x+x
//兩個及以上引數
(m,n) => m.Length>n
//顯式型別引數
(int x,string y)=>y.Length>x

上面的示例中，其中顯式型別引數，是當編譯器無法推斷其引數型別時，可以顯式的定義引數型別。

3. Lambda語句

Lambda語句和Lambda表示式類似，只是右邊部分寫在{}中

Lambda語句構成如下：

(input parameters) => {statement;}

示例：

delegate void TestDelegate(string s);
…
TestDelegate myDel = n => { string s = n + " " + "World"; Console.WriteLine(s); };
myDel("Hello");

4.非同步Lambda（async和await）

我們通過在《.net 物件導向程式設計基礎》中學習，瞭解了事件本身也是一種特殊的委託，那麼Lambda可用於建立委託也就是說同樣可以來建立事件。

下面看示例：

首先看一個普通按鈕點選事件的實現及Lambda語句寫法

下面是普通寫法:

 this.myButton.Click += new System.EventHandler(this.myButton_Click);

//事件通常委託寫法
private void myButton_Click(object sender, EventArgs e)
{
    MessageBox.Show("您好，我是按鈕點選事件！");
}

下面是Lambda寫法：

//事件Lambda語句寫法
myButton.Click += (sender, e) => { MessageBox.Show("您好，我是按鈕點選事件！這是Lambda語句寫法"); };

上面兩種寫法，我們在前面的章節中已經有很多例子了。

下面我們看一下非同步的事件：

//非同步事件普通寫法
private async void asyncButton_Click(object sender, EventArgs e)
{
    await MyMethodAsync();
    MessageBox.Show("您好，我是按鈕點選事件！非同步的喲！");

}
async Task MyMethodAsync()
{            
    await Task.Delay(1000);
}

我們用Lambda來改寫上面的非同步事件：

//非同步事件Lambda寫法
asyncButton.Click += async (sender, e) => { await MyMethodAsync();  MessageBox.Show("您好，我是按鈕點選事件！非同步的喲！這是Lambda語句寫法"); };
async Task MyMethodAsync()
{            
    await Task.Delay(1000);
}

上面的非同步事件，就是在事件委託階段使用async來表示這是一個非同步的，在事件處理中階段使用await關鍵詞來指定一個非同步方法。

Lambda語句寫法同樣是針對非同步事件的簡潔寫法，具有相同的效力。

5. 標準查詢運算的Lambda表示式

5.1泛型委託使用Lambda

我們在[.net 物件導向程式設計基礎] (21) 委託一節中說到了三種常用的泛型委託

Action(無返回值泛型委託)

Func（有返回值泛型委託）

predicate（返回值為bool型的泛型委託）

這節不再重複說明泛型委託，不熟悉泛型委託的小夥伴，請參考，我們只舉例說明泛型委託和它的Lambda寫法

//Action 無返回值型別的 泛型委託
//匿名方法宣告及呼叫
Action<int, int> act = delegate (int a, int b) {
    Console.WriteLine(a + "+" + b + "=" + (a + b));
};
act(11, 22);
//表示式宣告及呼叫
Action<int, int> actLambda = (a, b) => { Console.WriteLine(a + "+" + b + "=" + (a + b)); };
actLambda(111, 222);

//Func 帶返回值的 泛型委託
//匿名方法宣告及呼叫
Func<int, int, string> acc = delegate (int a, int b) {
    return (a + "+" + b + "=" + (a + b));
};
Console.WriteLine(acc(11, 22));
//表示式宣告及呼叫
Func<int, int, string> ac = (a, b) => { return (a + "+" + b + "=" + (a + b)); };
Console.WriteLine(ac(111, 222));

5.2 Linq中使用Lambda

關於在Linq中使用Lambda表示式，我們在[.net 物件導向程式設計基礎] (20) LINQ使用有詳細說明了，不熟悉的小夥伴請參考，下面我們舉例說明幾種常用的Lambda查詢寫法。

5.2.1 Count 求數量

//查詢下列數中的奇數 - Lambda寫法
int[] numbers = { 5, 4, 1, 3, 9, 8, 6, 7, 2, 0 };
int oddNumbers = numbers.Count(n => n % 2 == 1);
Console.WriteLine("奇數有："+oddNumbers.ToString()+ "個,Lambda寫法");
//查詢下列數中的奇數 -Linq查詢寫法
var oddNumbersFunc = (from num in numbers
                        where num % 2 == 1
                        select num
                    ).Count();

Console.WriteLine("奇數有：" + oddNumbersFunc.ToString() + "個,Linq查詢寫法");

執行結果如下：

5.2.2 TakeWhile 滿足條件就返回集合

//TakeWhile只要滿足指定的條件就返回，在檢檢到number中的6時，就返回，其中8 和9 不滿足條件，則返回 5 4 1 3 
int[] numbers = { 5, 4, 1, 3, 9, 8, 6, 7, 2, 0 };
var firstNumbersLessThan6 = numbers.TakeWhile(n => n < 6);
Console.WriteLine("滿足條件就返回的數有：" + firstNumbersLessThan6.Count().ToString() + "個,Lambda寫法");
//第二個引數index表示n的索引位置
string NewNumber = String.Empty;
numbers.TakeWhile((n, index) => n >= index).ToList().ForEach(m=> NewNumber+=m +" ");
Console.WriteLine("滿足條件就返回的數有：" + NewNumber + ",Lambda寫法");

執行結果如下：

6. Lambda的型別推理

在編寫 lambda 時，通常不必為輸入引數指定型別，因為編譯器可以根據 lambda 主體、引數的委託型別以及 C# 語言規範中描述的其他因素來推斷型別。對於大多數標準查詢運算子，第一個輸入是源序列中的元素型別。因此，如果要查詢 IEnumerable<Customer>，則輸入變數將被推斷為 Customer 物件，這意味著你可以訪問其方法和屬性：

//Lambda的型別推理
List<MyClass> list = new List<MyClass>() {
    new MyClass(){  at1 = "aaa", at2 = 2, at3 = DateTime.Now},
    new MyClass{ at1 = "bbb", at2 = 5, at3 = DateTime.Parse("2015-06-07") },
    new MyClass{ at1 = "aaa", at2 = 1, at3 = DateTime.Parse("2010-11-12")  }
};            
Console.WriteLine("at1為aaa的元素有：" + list.Where(m => m.at1 == "aaa").Count() + "個,Lambda寫法");

class MyClass {
    public  string at1 { get; set; }
    public int at2 { get; set; }
    public DateTime at3 { get; set; }
}

執行結果如下：

Lambda 的一般規則如下：

A. Lambda 包含的引數數量必須與委託型別包含的引數數量相同。

B. Lambda 中的每個輸入引數必須都能夠隱式轉換為其對應的委託引數。

C. Lambda 的返回值（如果有）必須能夠隱式轉換為委託的返回型別。

請注意，lambda 表示式本身沒有型別，因為常規型別系統沒有“Lambda 表示式”這一內部概念。但是，有時以一種非正式的方式談論 lambda 表示式的“型別”會很方便。在這些情況下，型別是指委託型別或 lambda 表示式所轉換到的 Expression 型別。

7. Lambda表示式的變數範圍

我們在[.net 物件導向程式設計基礎] (19) LINQ基礎一節中說到匿名方法時提到匿名方法可以引用滿園內的外部變數，前面示例中也有提及。

下面我們看一個示例:

class Program
{
    static int num = 2;
    static void Main(string[] args)
    {
        int num2 = 7;

        //Lambda表示式的變數範圍
        //相對以下表示式內部，一個類的欄位num和一個變數num2,下面測試在表示式內部呼叫
        int[] numbers2 = { 5, 4, 1, 3, 9, 8, 6, 7, 2, 0 };
        //我們對大於num小於num2的數求和
        int sum = numbers2.Where(m => m > num && m < num2).Sum();
        Console.WriteLine("大於num小於num2的和為：" + sum);
        Console.ReadKey();
    }
}

下列規則適用於 lambda 表示式中的變數範圍：

A.捕獲的變數將不會被作為垃圾回收，直至引用變數的委託符合垃圾回收的條件。

B.在外部方法中看不到 lambda 表示式內引入的變數。

C.Lambda 表示式無法從封閉方法中直接捕獲 ref 或 out 引數。

D.Lambda 表示式中的返回語句不會導致封閉方法返回。

E.如果跳轉語句的目標在塊外部，則 lambda 表示式不能包含位於 lambda 函式內部的 goto 語句、break 語句或 continue 語句。同樣，如果目標在塊內部，則在 lambda 函式塊外部使用跳轉語句也是錯誤的。

8.要點：

本節主要說明了：

Lambda表示式在建立委託中的應用；

Lambda表示式在Linq查詢中的應用；

Lambda 語句在非同步事件中的應用；

Lambda 的兩個特性：型別推理和外部變數引用

下一節，我們主要說明Lambda的另一個特點，就是建立表示式目錄樹(Expression Tree)。

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