C# Lambda運算式

"Lambda運算式"是一個匿名函數，是一種高效的類似於函數式編程的運算式，Lambda簡化了開發中需要編寫的代碼量。它可以包含運算式和語句，並且可用於建立委託或運算式分類樹類型，支援帶有可綁定到委託或運算式樹狀架構的輸入參數的內聯運算式。所有Lambda運算式都使用Lambda運算子=>，該運算子讀作"goes to"。Lambda運算子的左邊是輸入參數(如果有)，右邊是運算式或語句塊。Lambda運算式x => x * x讀作"x goes to x times x"。可以將此運算式分配給委託類型，如下所示：

1. delegate int del(int i); 
2. del myDelegate = x => x * x; 
3. int j = myDelegate(5); //j = 25

Lambda運算式Lambda運算式是由.NET 2.0演化而來的，也是LINQ的基礎，熟練地掌握Lambda運算式能夠快速地上手LINQ應用開發。

Lambda運算式在一定程度上就是匿名方法的另一種表現形式。為了方便對Lambda運算式的解釋，首先需要建立一個People類，範例程式碼如下。

1. public class People 
2. { 
3.     public int age { get; set; }                //設定屬性 
4.     public string name { get; set; }            //設定屬性 
5.     public People(int age,string name)      //設定屬性(建構函式構造) 
6.     { 
7.         this.age = age;                 //初始化屬性值age 
8.         this.name = name;               //初始化屬性值name 
9.     } 
10. }

上述代碼定義了一個People類，並包含一個預設的建構函式能夠為People對象進行年齡和名字的初始化。在應用程式設計中，很多情況下需要建立對象的集合，建立對象的集合有利於對對象進行搜尋操作和排序等操作，以便在集合中篩選相應的對象。使用List進行泛型程式設計，可以建立一個對象的集合，範例程式碼如下。

1. List<People>people = new List<People>();   //建立泛型對象 
2. People p1 = new People(21,"guojing");       //建立一個對象 
3. People p2 = new People(21, "wujunmin");     //建立一個對象 
4. People p3 = new People(20, "muqing");       //建立一個對象 
5. People p4 = new People(23, "lupan");        //建立一個對象 
6. people.Add(p1);                     //添加一個對象 
7. people.Add(p2);                     //添加一個對象 
8. people.Add(p3);                     //添加一個對象 
9. people.Add(p4);                     //添加一個對象

上述代碼建立了4個對象，這4個對象分別初始化了年齡和名字，並添加到List列表中。當應用程式需要對列表中的對象進行篩選時，例如需要篩選年齡大於20歲的人，就需要從列表中篩選，範例程式碼如下。

1. //匿名方法 
2. IEnumerable<People>results = people.Where (delegate(People p) { return p.age > 20; });

上述代碼通過使用IEnumerable介面建立了一個result集合，並且該集合中填充的是年齡大於20的People對象。細心的讀者能夠發現在這裡使用了一個匿名方法進行篩選，因為該方法沒有名稱，通過使用People類對象的age欄位進行篩選。

雖然上述代碼中執行了篩選操作，但是，使用匿名方法往往不太容易理解和閱讀，而Lambda運算式則更加容易理解和閱讀，範例程式碼如下。

1. IEnumerable<People>results = people.Where(People => People.age > 20);

上述代碼同樣返回了一個People對象的集合給變數results，但是，其編寫的方法更加容易閱讀，從這裡可以看出Lambda運算式在編寫的格式上和匿名方法非常相似。其實，當編譯器開始編譯並運行時，Lambda運算式最終也表現為匿名方法。

使用匿名方法並不是建立了沒有名稱的方法，實際上編譯器會建立一個方法，這個方法對於開發人員來說是不可見的，該方法會將People類的對象中符合p.age>20的對象返回並填充到集合中。相同地，使用Lambda運算式，當編譯器編譯時間，Lambda運算式同樣會被編譯成一個匿名方法進行相應的操作，但是與匿名方法相比，Lambda運算式更容易閱讀，Lambda運算式的格式如下。

1. (參數列表)=>運算式或語句塊

上述代碼中，參數列表就是People類，運算式或語句塊就是People.age>20，使用Lambda運算式能夠讓人很容易地理解該語句究竟是如何執行的，雖然匿名方法提供了同樣的功能，卻不容易被理解。相比之下，People => People.age > 20卻能夠很好地理解為"返回一個年紀大於20的人"。其實，Lambda運算式並沒有什麼高深的技術，Lambda運算式可以看作是匿名方法的另一種表現形式。Lambda運算式經過反編譯後，與匿名方法並沒有什麼區別。

比較Lambda運算式和匿名方法，在匿名方法中，"("、")"內是方法的參數的集合，這就對應了Lambda運算式中的"(參數列表)"，而匿名方法中"{"、"}"內是方法的語句塊，這對應了Lambda運算式中"=>"符號右邊的運算式或語句塊項。Lambda運算式也包含一些基本的格式，這些基本格式如下。

Lambda運算式可以有多個參數、一個參數，或者沒有參數。其參數類型可以隱式或者顯式。範例程式碼如下：

1. (x, y) => x * y         //多參數，隱式類型=> 運算式 
2. x => x * 5              //單參數， 隱式類型=>運算式 
3. x => { return x * 5; }      //單參數，隱式類型=>語句塊 
4. (int x) => x * 5            //單參數，顯式類型=>運算式 
5. (int x) => { return x * 5; }      //單參數，顯式類型=>語句塊 
6. () => Console.WriteLine()   //無參數

上述格式都是Lambda運算式的合法格式，在編寫Lambda運算式時，可以忽略參數的類型，因為編譯器能夠根據上下文直接推斷參數的類型，範例程式碼如下。

1. (x, y) => x + y         //多參數，隱式類型=> 運算式

Lambda運算式的主體可以是運算式也可以是語句塊，這樣就節約了代碼的編寫。

【例2-5】傳統方法，匿名方法和Lamdba運算式對比。

(1) 建立控制台應用程式LamdbaPrictice。

(2) 在程式中添加3個函數，這3個函數分別使用傳統的委託調用、使用匿名方法和Lamdba運算式方法完成同一功能，對比有什麼不同。代碼如下：

1. using System; 
2. using System.Collections.Generic; 
3. using System.Linq; 
4. using System.Text; 
5. namespace LambdaDemo 
6. { 
7.     class Program 
8.     { 
9.         static void Main(string[] args) 
10.         { 
11.             Console.WriteLine("傳統的委託程式碼範例："); 
12.             FindListDelegate(); 
13.             Console.Write("\n"); 
14.             Console.WriteLine("使用匿名方法的樣本："); 
15.             FindListAnonymousMethod(); 
16.             Console.Write("\n"); 
17.             Console.WriteLine("使用Lambda的樣本："); 
18.             FindListLambdaExpression(); 
20.         } 
21.         //傳統的調用委託的樣本 
22.         static void FindListDelegate() 
23.         { 
24.             //先建立一個泛型的List類 
25.             List<string>list = new List<string>(); 
26.          list.AddRange(new string[] { "ASP.NET課程","J2EE課程", "PHP課程", "資料結構課程" }); 
27.             Predicate<string>findPredicate = new Predicate<string>(IsBookCategory); 
28.             List<string>bookCategory = list.FindAll(findPredicate); 
29.             foreach (string str in bookCategory) 
30.             { 
31.                 Console.WriteLine("{0}\t", str); 
32.             } 
33.         } 
34.         //謂詞方法，這個方法將被傳遞給FindAll方法進行書書籍分類的判斷 
35.         static bool IsBookCategory(string str) 
36.         { 
37.             return str.EndsWith("課程") ? true : false; 
38.         } 
39.         //使用匿名方法來進行搜尋過程 
40.         static void FindListAnonymousMethod() 
41.         { 
42.             //先建立一個泛型的List類 
43.             List<string>list = new List<string>(); 
44.          list.AddRange(new string[] { "ASP.NET課程", "J2EE課程", "PHP課程", "資料結構課程" }); 
45.             //在這裡，使用匿名方法直接為委託建立一個代碼塊，而不用去建立單獨的方法 
46.             List<string>bookCategory = list.FindAll 
47.                 (delegate(string str) 
48.                 { 
49.                     return str.EndsWith("課程") ? true : false; 
50.                 } 
51.                 ); 
52.             foreach (string str in bookCategory) 
53.             { 
54.                 Console.WriteLine("{0}\t", str); 
55.             } 
56.         } 
57.         //使用Lambda來實現搜尋過程 
58.         static void FindListLambdaExpression() 
59.         { 
60.             //先建立一個泛型的List類 
61.             List<string>list = new List<string>(); 
62.          list.AddRange(new string[] { "ASP.NET課程", "J2EE課程", "PHP課程", "資料結構課程" }); 
63.             //在這裡，使用了Lambda來建立一個委託方法 
64.             List<string>bookCategory = list.FindAll((string str) => str.EndsWith("課程")); 
65.             foreach (string str in bookCategory) 
66.             { 
67.                 Console.WriteLine("{0}\t", str); 
68.             } 
69.         } 
71.     } 
72. }

程式的運行結果2-7所示。

圖2-7  運行結果