Linq之Lambda進階

weixin_33831673發表於2015-01-06

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系列文章

帶有標準查詢運算子的Lambda

Lambda中型別推斷

Lambda表示式中變數作用域

非同步Lambda

總結

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上篇文章介紹了Lambda的基本概念以及匿名方法，本篇繼續介紹Lambda的一些內容，既然學了，就要總結的全面一點。

系列文章

Linq之Lambda表示式初步認識

帶有標準查詢運算子的Lambda

什麼事標準查詢運算子？

“標準查詢運算子”是組成語言整合查詢 (LINQ) 模式的方法。 大多數這些方法都在序列上執行，其中的序列是一個物件，其型別實現了 IEnumerable<T> 介面或 IQueryable<T> 介面。 標準查詢運算子提供了包括篩選、投影、聚合、排序等功能在內的查詢功能。
共有兩組 LINQ 標準查詢運算子，一組在型別為 IEnumerable<T> 的物件上執行，另一組在型別為 IQueryable<T> 的物件上執行。 構成每組運算子的方法分別是 Enumerable 和 Queryable 類的靜態成員。 這些方法被定義為作為方法執行目標的型別的“擴充套件方法”。 這意味著可以使用靜態方法語法或例項方法語法來呼叫它們。
此外，許多標準查詢運算子方法執行所針對的型別不是基於 IEnumerable<T> 或 IQueryable<T> 的型別。 Enumerable 型別定義兩個此類方法，這些方法都在型別為 IEnumerable 的物件上執行。 利用這些方法（Cast<TResult>(IEnumerable) 和 OfType<TResult>(IEnumerable)），您將能夠在 LINQ 模式中查詢非引數化或非泛型集合。 這些方法通過建立一個強型別的物件集合來實現這一點。 Queryable 類定義兩個類似的方法（Cast<TResult>(IQueryable) 和 OfType<TResult>(IQueryable)），這些方法在型別為 Queryable 的物件上執行。
各個標準查詢運算子在執行時間上有所不同，具體情況取決於它們是返回單一值還是值序列。 返回單一值的方法（例如 Average 和 Sum）會立即執行。 返回序列的方法會延遲查詢執行，並返回一個可列舉的物件。
對於在記憶體中集合上執行的方法（即擴充套件 IEnumerable<T> 的那些方法），返回的可列舉物件將捕獲傳遞到方法的引數。 在列舉該物件時，將使用查詢運算子的邏輯，並返回查詢結果。
與之相反，擴充套件 IQueryable<T> 的方法不會實現任何查詢行為，但會生成一個表示要執行的查詢的表示式樹。 查詢處理由源 IQueryable<T> 物件處理。
可以在一個查詢中將對查詢方法的呼叫連結在一起，這就使得查詢的複雜性可能會變得不確定。

來自：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/bb397896.aspx

多數標準查詢運算子都有輸入引數，其型別是17個.net泛型委託Func<T,TResult>中的一種。

比如：

 1         //
 2         // 摘要: 
 3         //     返回一個數字，表示在指定的序列中滿足條件的元素數量。
 4         //
 5         // 引數: 
 6         //   source:
 7         //     包含要測試和計數的元素的序列。
 8         //
 9         //   predicate:
10         //     用於測試每個元素是否滿足條件的函式。
11         //
12         // 型別引數: 
13         //   TSource:
14         //     source 中的元素的型別。
15         //
16         // 返回結果: 
17         //     一個數字，表示序列中滿足謂詞函式條件的元素數量。
18         //
19         // 異常: 
20         //   System.ArgumentNullException:
21         //     source 或 predicate 為 null。
22         //
23         //   System.OverflowException:
24         //     source 中的元素數量大於 System.Int32.MaxValue。
25         public static int Count<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate);

從上面的程式碼中可以看出Count方法擴充套件自IEnumerable<TSource>，並且有輸入引數Func<TSource, bool> predicate。

一個例子

1.判斷輸入引數是否大於5，呼叫myFunc(4),如果大於5返回true，否則返回false。

2.輸入一個int型別的整數，並輸入一個string型別的字串，判斷拼接後的字串是否為空，並返回bool型別的結果。

1             //其中 int 是輸入引數，bool 是返回值 返回值始終在最後一個型別引數中指定
2             Func<int, bool> myFunc = x => x > 5;
3             bool result = myFunc(4);
4             //其中 int string是輸入引數，bool 是返回值 返回值始終在最後一個型別引數中指定
5             //上篇文章中已經指出，在有多個輸入引數的情況下，必須使用括號，輸入引數以逗號隔開
6             Func<int, string, bool> myFunc2 = (x, y) => string.IsNullOrEmpty(x.ToString() + y);

當引數型別為 Expression<Func> 時，也可以提供 Lambda 表示式，例如在 System.Linq.Queryable 內定義的標準查詢運算子中， 如果指定 Expression<Func> 引數，lambda 將編譯為表示式目錄樹。

一個例子

此處列舉一個標準查詢運算子，Count 方法：

1            //一個整數陣列
2             int[] numbers = { 5, 4, 1, 3, 9, 8, 6, 7, 2, 0 };
3             //計算整數陣列中奇數的個數
4             int oddNumbers = numbers.Count(n => n % 2 == 1);
5             Console.WriteLine(oddNumbers);

 在這裡你會發現，n直接使用n%2，編譯器將推斷n的型別為整型。

從上面的定義及例子，發現標準查詢運算子，有這樣的特點：1，查詢什麼（集合或者陣列，集合和陣列有什麼特點？要麼實現了IEnumerable<T> 介面，要麼IQueryable<T> 介面）。

Lambda中型別推斷

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：

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

Lambda的一般規則：

Lambda 包含的引數數量必須與委託型別包含的引數數量相同。
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。
Lambda 的返回值（如果有）必須能夠隱式轉換為委託的返回型別。

Lambda表示式中變數作用域

lambda表示式中變數的作用域在定義 lambda 函式的方法內或包含 lambda 表示式的型別內，lambda 可以引用範圍內的外部變數。 以這種方式捕獲的變數將進行儲存以備在 lambda 表示式中使用，即使在其他情況下，這些變數將超出範圍並進行垃圾回收。 必須明確地分配外部變數，然後才能在 lambda 表示式中使用該變數。

一個例子

 1 using System;
 2 using System.Collections.Generic;
 3 using System.Linq;
 4 using System.Text;
 5 using System.Threading;
 6 using System.Threading.Tasks;
 7 
 8 namespace Wolfy.LinqDemo
 9 {
10     delegate bool D();
11     delegate bool D2(int i);
12 
13     class Program
14     {
15         static D del;
16         static D2 del2;
17         static void Main(string[] args)
18         {
19             //呼叫TestMethod方法
20             TestMethod(5);
21             // Prove that del2 still has a copy of
22             // local variable j from TestMethod.
23             //證明del2仍保留方法TestMethod中變數j的副本。
24             bool result = del2(10);
25             //輸出true
26             Console.WriteLine(result);
27             Console.ReadKey();
28         }
29         static void TestMethod(int input)
30         {
31             int j = 0;
32             // 使用lambda表示式初始化del.
33             // Note access to 2 outer variables.
34             // del will be invoked within this method（del將在這個方法內部執行）.
35             del = () => { j = 10; return j > input; };
36             // del2 will be invoked after TestMethod goes out of scope.
37             //del2將在TestMethod外部執行。
38             del2 = (x) => { return x == j; };
39             // Demonstrate value of j:
40             //展示j的值
41             // Output: j = 0 
42             //輸出j=0
43             // The delegate has not been invoked yet.
44             //委託仍沒有執行
45             Console.WriteLine("j = {0}", j);      
46             // Invoke the delegate.
47             //委託執行
48             bool boolResult = del();
49             // Output: j = 10 b = True
50             //輸出j=10 b=True
51             Console.WriteLine("j = {0}. b = {1}", j, boolResult);
52         }
53 
54     }
55 }

在執行TestMethod中的以下程式碼時：

1             // Invoke the delegate.
2             //委託執行
3             bool boolResult = del();
4             // Output: j = 10 b = True
5             //輸出j=10 b=True
6             Console.WriteLine("j = {0}. b = {1}", j, boolResult);

 呼叫del()修改了j的值為10，在Main方法中呼叫del2(10)，此時仍保留方法TestMehod中j的副本。所以此時輸出為：

適用於 lambda 表示式中的變數範圍的規則

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。
在外部方法中看不到 lambda 表示式內引入的變數。
Lambda 表示式無法從封閉方法中直接捕獲 ref 或 out 引數。
Lambda 表示式中的返回語句不會導致封閉方法返回。
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。

非同步Lambda

通過使用 async 和 await 關鍵字，你可以輕鬆建立包含非同步處理的 lambda 表示式和語句。

一個例子

在winform的單擊事件，非同步的方式呼叫方法ExampleMethodAsync。

1        private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
2         {
3             await ExampleMethodAsync();
4         }
5         async Task ExampleMethodAsync()
6         {
7             // 下面模擬一個任務返回的非同步程式。
8             await Task.Delay(1000);
9         }

 如果使用非同步Lambda，你可以這樣寫，注意在lambda前加上async關鍵字。

1  button1.Click += async (sender, e) =>
2         {
3             await ExampleMethodAsync();
4         };
5   async Task ExampleMethodAsync()
6     {
7         await Task.Delay(1000);
8     }

 看上去更簡潔。 

總結

本篇文章介紹了lambda標準查詢運算子，變數範圍，型別推斷，非同步等概念。其他的還好理解，唯有變數範圍太繞了，也只有做個記錄慢慢體會了。

參考文章

http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/bb397896.aspx

http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/bb397687.aspx

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