C# Lambda Expressions 簡介

原文http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/bb397687.aspx

翻譯：朱之光 (larry1zhu@gmail.com)

 

1.          Lambda簡介

一個Lambda Expression  (譯為Lambda式) 就是一個包含若干運算式和語句的匿名函數。可以被用作建立委派物件或運算式樹狀架構類型。

 

所有的Lambda式都使用操作符“=>“，表示“goes to (轉變為)”。操作符左邊部分是輸入參數表，右邊部分是運算式或語句塊。x => x * x 讀成“x轉變為x乘x”。

Lambda式可以被賦值給一個委託類型：

例1

delegate int del(int i);

del myDelegate = x => x * x;

int j = myDelegate(5); //j = 25

也可以被用於建立一個運算式樹狀架構類型：

例2

using System.Linq.Expressions;

//…

Expression<del> = x => x *x;

操作符“=>”具有和“=”一樣的運算優先順序，且為右相關（右邊先執行）。

 

在例1中，我們注意到委託的定義中有一個int類型的輸入參數以及int類型的傳回值。例子中的Lambda式中並沒有任何類型的聲明。是編譯器為我們做了相應的隱式資料類型轉換：輸入參數類型能夠從委託的輸入參數類型隱式轉換，傳回型別能夠被隱式轉換為委託的傳回型別。

 

Lambda式不允許作為“is”和“as”操作符的左運算元出現。也就是

del myDelegate = x => x * x as string;      //error

 

所有對於匿名方法的約束也同樣適用於Lambda式。請參閱Anonymous Methods (C# Programming Guide).

 

2.  運算式Lambda

由一個計算運算式組成的一個Lambda式稱之為運算式Lambda。運算式Lambda常被用於構造運算式樹狀架構。一個運算式Lambda返回計算運算式運算的結果。

基本結構：

(input parameters) => expression

如果只有一個輸入參數時，括弧可以省略。如果具有一個以上的輸入參數，必需加上括弧。

(x) => x * x 等於 x => x * x

(x, y) => x == y

可以顯式指定輸入參數的類型

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

也可以沒有任何輸入參數

() => SomeMethod1()

上面這段代碼在Lambda式中調用了一個方法。需要注意的是，如果在建立會被其他方使用的運算式樹狀架構的時候，不宜在Lambda式中執行方法調用。比如：在SQL Server內執行。

一般來說，讓一個方法在原先設計的上下文環境以外執行沒有意義，也不能真正工作。

 

3.  語句Lambda

語句Lambda和運算式Lambda非常相似，只是語句被包含在大括弧內：

(input parameters) => {statement;}

大括弧中的語句可以是任意多條，也可以寫成多行（定義一個Lambda式也就是在定義一個匿名方法）：

TestDelegate myDel = n => { string s = n + " " + "World";

                          Console.WriteLine(s); };

當然語句Lambda跟匿名方法一樣，無法用於建立運算式樹狀架構。

 

4.  類型猜測

當編寫一個Lambda式的時候，我們通常不需要明確指定輸入參數的類型。因為編譯器會根據Lambda體的實現，以及委託的定義來猜測類型。

舉例：如果要從一個List<int>中刪除小於100的元素

lst.RemoveAll(i => i < 100);       //i會被猜測為int

 

通常的猜測規則如下：

• Lambda式必須包含與委託定義中相等數量的輸入參數；
• 每個Lambda式的輸入參數必須能夠隱式轉換成委託定義中所要求的輸入參數；
• Lambda式的傳回值必須能夠隱式轉換成委託定義中的傳回值。

注意：由於目前在common type system中還沒有一個“Lambda式類型”的類型。如果在有些場合提到“Lambda式的類型”，那通常表示委託的定義或者是Expression<>類型。

 

5.  Lambda式中的變數範圍

在Lambda式定義中可以引用外部變數。只要是在定義處能夠訪問到的變數，都可以在Lambda式中引用。

Lambda式的定義僅僅是定義一個匿名方法，最終會產生一個委派物件。外部變數的引用將被“捕獲”到委派物件內部，將會伴隨委派物件的整個生命週期。在委派物件生命週期結束之前該變數都不會被記憶體回收。就算外部變數已經超過了原來的範圍，也還能繼續在Lambda式中使用。所有會被引用的外部變數必須在Lambda式定義之前被顯式賦值。見下例

    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 //注意j在del的執行過程中被修改

            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. //j的引用超出了原先定義的範圍

            bool result = test.del2(10);

 

            // Output: True

            Console.WriteLine(result);

           

            Console.ReadKey();

        }

    }

 

下面是關於變數範圍的規則：

• 被“捕獲”的變數在委託的生命週期結束前都不會被記憶體回收；
• 在Lambda式內部定義的變數對外不可見；
• Lambda式無法直接捕獲一個具有ref或out描述的參數變數；
• Lambda式中的return語句不會導致當前所在的方法返回；
• Lambda式中不允許包含會導致跳當前執行範圍的goto，break 或 continue語句。

 

6.  總結

Lambda式可以說就是另外一種形式的匿名方法。用在某些地方，會使代碼更加簡潔。

定義一個Lambda式本質上就是定義一個委託的實現體。