Lambda 表达式是 C# 中的一种简洁的语法,用于创建匿名函数或表达式。它让你可以编写简洁而强大的代码,用于处理集合、事件、线程等场景。Lambda 表达式广泛用于 LINQ 查询和委托,简化了操作代码。
一、Lambda 表达式的基本语法
Lambda 表达式使用 =>
符号分隔参数列表和表达式或代码块,称为"lambda 运算符"。其基本语法格式如下:
csharp
(parameters) => expression
或
csharp
(parameters) => { statements }
parameters
是参数列表,可以有零个、一个或多个参数。如果只有一个参数,括号可以省略。expression
是表达式的主体,通常是一个单行语句,返回值会自动推断。{ statements }
是多行语句的主体,可以包含多个代码行,并需要明确使用return
语句返回值。
二、示例演示
以下是一些简单的 Lambda 表达式示例:
-
无参数的 Lambda 表达式
csharp// 无参数的 Lambda 表达式 Action greet = () => Console.WriteLine("Hello, world!"); greet(); // 输出:Hello, world!
-
一个参数的 Lambda 表达式
csharp// 计算一个数的平方 Func<int, int> square = x => x * x; int result = square(5); // result = 25 Console.WriteLine(result);
-
多个参数的 Lambda 表达式
csharp// 两个数相加 Func<int, int, int> add = (x, y) => x + y; int sum = add(3, 4); // sum = 7 Console.WriteLine(sum);
-
带代码块的 Lambda 表达式
csharp// 带有多行代码块的 Lambda 表达式 Func<int, int, int> max = (a, b) => { if (a > b) return a; else return b; }; int largerNumber = max(10, 20); // largerNumber = 20 Console.WriteLine(largerNumber);
三、Lambda 表达式与委托的关系
Lambda 表达式通常用来创建委托或表达式树。委托是一种类型安全的函数指针,用于引用方法。Lambda 表达式可以直接赋值给委托。
例如:
csharp
// 定义一个委托类型
delegate int Operation(int x, int y);
// 使用 Lambda 表达式来创建委托实例
Operation multiply = (x, y) => x * y;
int product = multiply(3, 4); // product = 12
Console.WriteLine(product);
四、Lambda 表达式在 LINQ 中的应用
LINQ(Language Integrated Query)是 C# 提供的一种查询语法,可以与 Lambda 表达式结合使用,以便对集合进行查询操作。
例如,对一个整数列表进行过滤和排序:
csharp
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
static void Main()
{
List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
// 使用 Lambda 表达式筛选出偶数,并按降序排序
var evenNumbers = numbers.Where(n => n % 2 == 0).OrderByDescending(n => n);
foreach (var number in evenNumbers)
{
Console.WriteLine(number); // 输出:10 8 6 4 2
}
}
}
在上面的例子中,Where
方法用于筛选偶数,OrderByDescending
方法用于按降序排序。这些方法都接受 Lambda 表达式作为参数。
五、捕获外部变量
Lambda 表达式可以捕获外部变量,并在表达式的生命周期内保留它们的状态。这被称为"闭包"。
csharp
int factor = 3;
Func<int, int> multiply = n => n * factor;
Console.WriteLine(multiply(5)); // 输出:15
factor = 5;
Console.WriteLine(multiply(5)); // 输出:25
在这个例子中,Lambda 表达式捕获了外部变量 factor
,并随着 factor
的变化而变化。
六、表达式树
表达式树是 Lambda 表达式的一种特殊用法。它允许你将代码表示为数据结构,可以在运行时动态生成和执行代码。表达式树主要用于 LINQ to SQL、Entity Framework 等框架中,将查询转换为 SQL 查询语句。
csharp
using System;
using System.Linq.Expressions;
class Program
{
static void Main()
{
// 创建表达式树
Expression<Func<int, int>> expression = x => x * 2;
// 分析表达式树的结构
Console.WriteLine($"表达式类型: {expression.NodeType}");
Console.WriteLine($"表达式体: {expression.Body}");
Console.WriteLine($"参数: {expression.Parameters[0].Name}");
}
}
在这个例子中,expression
是一个表达式树,它描述了一个简单的数学运算(将输入乘以 2)。可以对表达式树进行分析、修改和动态编译。
七、Lambda 表达式与匿名方法的比较
Lambda 表达式和匿名方法类似,都是用来定义内联函数的,但 Lambda 表达式更简洁。下面是它们的对比:
csharp
// 匿名方法
Func<int, int> square1 = delegate (int x) { return x * x; };
// Lambda 表达式
Func<int, int> square2 = x => x * x;
Lambda 表达式更简洁,同时还支持捕获外部变量、更好的类型推断等功能。
八、常用的 Lambda 表达式方法
Where
:筛选集合中的元素。Select
:投影集合中的元素到新的形式。OrderBy
/OrderByDescending
:按指定字段升序或降序排序。GroupBy
:对集合中的元素进行分组。Any
/All
:判断集合中是否有任何或全部元素满足条件。First
/FirstOrDefault
:获取集合中第一个或符合条件的第一个元素。Sum
/Average
/Max
/Min
:对集合中的数值进行汇总。
例如,统计列表中所有偶数的和:
csharp
List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
int evenSum = numbers.Where(n => n % 2 == 0).Sum();
Console.WriteLine(evenSum); // 输出:30
九、总结
- Lambda 表达式是 C# 中定义匿名函数的简洁语法,使代码更具可读性和简洁性。
- Lambda 表达式广泛应用于 LINQ 查询、委托、事件处理和异步编程。
- 表达式树允许程序动态创建和执行代码,是构建复杂查询和框架的基础。
- **捕获外部变量(闭包)**使 Lambda 表达式更为灵活。
通过 Lambda 表达式,C# 提供了一种强大的、简洁的函数式编程风格,大大简化了对数据的处理操作。