Lambda 表达式

Lambda 表达式是一种可用于建立委托或表达式目录树类型的匿名函数。经过使用 lambda 表达式，能够写入可做为参数传递或做为函数调用值返回的本地函数。
Lambda 表达式对于编写 LINQ 查询表达式特别有用。

若要建立 Lambda 表达式，须要在 Lambda 运算符 => 左侧指定输入参数（若是有），而后在另外一侧输入表达式或语句块。
例如，lambda 表达式 x => x * x 指定名为 x 的参数并返回 x 的平方值。 以下面的示例所示，你能够将此表达式分配给委托类型：

delegate int del(int i);
static void Main(string[] args)
{
    del myDelegate = x => x * x;
    int j = myDelegate(5); //j = 25
}

若要建立表达式目录树类型：

using System.Linq.Expressions;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Expression<del> myET = x => x * x;
        }
    }
}

=> 运算符具备与赋值运算符 (=) 相同的优先级而且是右结合运算

Lambda 在基于方法的 LINQ 查询中用做标准查询运算符方法（如 Where<TSource>）的参数。
使用基于方法的语法在 Where<TSource> 类中调用 Enumerable 方法时（如在 LINQ to Objects 和 LINQ to XML 中同样），
参数是委托类型 System.Func<T, TResult>。 使用 Lambda 表达式建立该委托最为方便。
例如，当你在 System.Linq.Queryable 类中调用相同的方法时（如在 LINQ to SQL 中同样），
参数类型为 System.Linq.Expressions.Expression<Func>，其中 Func 是最多具备十六个输入参数的任何一个 Func 委托。
一样，Lambda 表达式只是一种很是简洁的构造该表达式目录树的方式。尽管事实上经过 Lambda 建立的对象具备不一样的类型，
但 Lambda 使得 Where 调用看起来相似。

在上一个示例中，请注意委托签名具备一个 int 类型的隐式类型输入参数，并返回 int。
能够将 Lambda 表达式转换为该类型的委托，由于该表达式也具备一个输入参数 (x)，以及一个编译器可隐式转换为 int 类型的返回值。
（如下几节中将对类型推理进行详细讨论。） 使用输入参数 5 调用委托时，它将返回结果 25。
在 is 或 as 运算符的左侧不容许使用 Lambda。
适用于匿名方法的全部限制也适用于 Lambda 表达式。

表达式 lambda
表达式位于 => 运算符右侧的 lambda 表达式称为“表达式 lambda”。表达式 lambda 普遍用于表达式树（C# 和 Visual Basic）的构造。
表达式 lambda 会返回表达式的结果，并采用如下基本形式：

(input parameters) => expression

仅当 lambda 只有一个输入参数时，括号才是可选的；不然括号是必需的。 括号内的两个或更多输入参数使用逗号加以分隔：

(x, y) => x == y

有时，编译器难以或没法推断输入类型。 若是出现这种状况，你能够按如下示例中所示方式显式指定类型：

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

使用空括号指定零个输入参数：

() => SomeMethod()

在上一个示例中，请注意表达式 Lambda 的主体能够包含一个方法调用。 可是，若是要建立在 .NET Framework 以外计算的表达式目录树（例如，在 SQL Server 中），则不该在 lambda 表达式中使用方法调用。 在 .NET 公共语言运行时上下文以外，方法将没有任何意义。

语句 lambda
语句 lambda 与表达式 lambda 表达式相似，只是语句括在大括号中：

(input parameters) => {statement;}

语句 lambda 的主体能够包含任意数量的语句；可是，实际上一般不会多于两个或三个。

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

像匿名方法同样，语句 lambda 一样不能用于建立表达式目录树。

异步 lambda
经过使用 async 和 await 关键字，你能够轻松建立包含异步处理的 lambda 表达式和语句。
例如，下面的 Windows 窗体示例包含一个调用和等待异步方法 ExampleMethodAsync 的事件处理程序

public partial class Form1 : Form
{
    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
    }

    private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        // ExampleMethodAsync returns a Task.
        await ExampleMethodAsync();
        textBox1.Text += "\r\nControl returned to Click event handler.\r\n";
    }

    async Task ExampleMethodAsync()
    {
        // The following line simulates a task-returning asynchronous process.
        await Task.Delay(1000);
    }
}

你可使用异步 lambda 添加同一事件处理程序。 若要添加此处理程序，请在 lambda 参数列表前添加一个 async 修饰符，以下例所示。

public partial class Form1 : Form
{
    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
        button1.Click += async (sender, e) =>
        {
            // ExampleMethodAsync returns a Task.
            await ExampleMethodAsync();
            textBox1.Text += "\r\nControl returned to Click event handler.\r\n";
        };
    }

    async Task ExampleMethodAsync()
    {
        // The following line simulates a task-returning asynchronous process.
        await Task.Delay(1000);
    }
}

有关如何建立和使用异步方法的详细信息，请参阅使用 Async 和 Await 的异步编程（C# 和 Visual Basic）。

带有标准查询运算符的 lambda
许多标准查询运算符都具备输入参数，其类型是泛型委托系列 Func<T, TResult> 中的一种。这些委托使用类型参数来定义输入参数的数量和类型，以及委托的返回类型。
Func 委托对于封装用户定义的表达式很是有用，这些表达式将应用于一组源数据中的每一个元素。
例如，请考虑如下委托类型：

public delegate TResult Func<TArg0, TResult>(TArg0 arg0)

能够将委托实例化为 Func<int,bool> myFunc，其中 int 是输入参数，bool 是返回值。 返回值始终在最后一个类型参数中指定。 Func<int, string, bool> 定义包含两个输入参数（int 和 string）且返回类型为 bool 的委托。 当调用下面的 Func 委托时，该委托将返回 true 或 false 以指示输入参数是否等于 5：

Func<int, bool> myFunc = x => x == 5;
bool result = myFunc(4); // returns false of course

当参数类型为 Expression<Func> 时，你也能够提供 Lambda 表达式，例如在 System.Linq.Queryable 内定义的标准查询运算符中。 若是指定Expression<Func> 参数，lambda 将编译为表达式目录树。

此处显示了一个标准查询运算符，Count<TSource> 方法：

int[] numbers = { 5, 4, 1, 3, 9, 8, 6, 7, 2, 0 };
int oddNumbers = numbers.Count(n => n % 2 == 1);

编译器能够推断输入参数的类型，或者你也能够显式指定该类型。 这个特殊 lambda 表达式将计算那些除以 2 时余数为 1 的整数的数量 (n)。
下面一行代码将生成一个序列，其中包含 numbers 数组中在 9 左侧的全部元素，由于它是序列中第一个不知足条件的数字：

var firstNumbersLessThan6 = numbers.TakeWhile(n => n < 6);

此示例展现了如何经过将输入参数括在括号中来指定多个输入参数。 该方法将返回数字数组中的全部元素，直至遇到一个值小于其位置的数字为止。 不要将 lambda 运算符 (=>) 与大于等于运算符 (>=) 混淆。

var firstSmallNumbers = numbers.TakeWhile((n, index) => n >= index);

Lambda 中的类型推理
在编写 lambda 时，一般没必要为输入参数指定类型，由于编译器能够根据 lambda 主体、参数的委托类型以及 C# 语言规范中描述的其余因素来推断类型。
对于大多数标准查询运算符，第一个输入是源序列中的元素类型。 所以，若是要查询 IEnumerable<Customer>，则输入变量将被推断为 Customer 对象，
这意味着你能够访问其方法和属性：

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

Lambda 的通常规则以下：

1. Lambda 包含的参数数量必须与委托类型包含的参数数量相同。
2. Lambda 中的每一个输入参数必须都可以隐式转换为其对应的委托参数。
3. Lambda 的返回值（若是有）必须可以隐式转换为委托的返回类型。

请注意，lambda 表达式自己没有类型，由于常规类型系统没有“Lambda 表达式”这一内部概念。可是，有时以一种非正式的方式谈论 lambda 表达式的“类型”会很方便。
在这些状况下，类型是指委托类型或 lambda 表达式所转换到的 Expression 类型。

Lambda 表达式中的变量范围
在定义 lambda 函数的方法内或包含 lambda 表达式的类型内，Lambda 能够引用范围内的外部变量（请参阅匿名方法（C# 编程指南））。
以这种方式捕获的变量将进行存储以备在 lambda 表达式中使用，即便在其余状况下，这些变量将超出范围并进行垃圾回收。
必须明确地分配外部变量，而后才能在 lambda 表达式中使用该变量。下面的示例演示这些规则：

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
        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.
        bool result = test.del2(10);

        // Output: True
        Console.WriteLine(result);

        Console.ReadKey();
    }
}

下列规则适用于 lambda 表达式中的变量范围：

1. 捕获的变量将不会被做为垃圾回收，直至引用变量的委托符合垃圾回收的条件。
2. 在外部方法中看不到 lambda 表达式内引入的变量。
3. Lambda 表达式没法从封闭方法中直接捕获 ref 或 out 参数。
4. Lambda 表达式中的返回语句不会致使封闭方法返回。
5. 若是跳转语句的目标在块外部，则 lambda 表达式不能包含位于 lambda 函数内部的 goto 语句、break 语句或 continue 语句。一样，若是目标在块内部，则在 lambda 函数块外部使用跳转语句也是错误的。