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C# Lambda 表达式详解

简介

Lambda 表达式是 C# 中简洁表达匿名方法的一种方式,常用于函数式编程风格,例如 LINQ、委托、事件处理等场景。Lambda 表达式的语法紧凑,便于编写和阅读代码。

基础语法:

(parameter_list) => expression

  • 参数列表:可以为空:如 (),也可以包含一个或多个参数。

  • 箭头符号 =>:分隔参数和表达式。

  • 表达式或代码块:右侧可以是单个表达式,也可以是包含多行代码的代码块。

示例用法

基本示例
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// 带一个参数的 Lambda 表达式
Func<int, int> square = x => x * x;
Console.WriteLine(square(5)); // 输出 25

// 带两个参数的 Lambda 表达式
Func<int, int, int> add = (x, y) => x + y;
Console.WriteLine(add(3, 4)); // 输出 7
多行代码的 Lambda 表达式

如果右侧是代码块,需要使用大括号 {} 并显式使用 return 返回值。

csharp 复制代码
Func<int, int, int> multiply = (x, y) => 
{
    Console.WriteLine($"Multiplying {x} and {y}");
    return x * y;
};
Console.WriteLine(multiply(3, 4)); // 输出 12
Lambda 表达式与委托

Lambda 表达式可以直接赋值给委托类型。

  1. 使用内置委托类型
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Func<int, int> doubleValue = x => x * 2;  // Func 委托
Console.WriteLine(doubleValue(10)); // 输出 20

Action<string> printMessage = message => Console.WriteLine(message);  // Action 委托
printMessage("Hello, Lambda!"); // 输出 Hello, Lambda!
  1. 使用自定义委托
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delegate int Operation(int a, int b);

Operation subtract = (x, y) => x - y;
Console.WriteLine(subtract(10, 5)); // 输出 5
Lambda 表达式与 LINQ

Lambda 表达式在 LINQ 查询中被广泛使用。

csharp 复制代码
// 简单的 LINQ 查询
var numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };

// 筛选出大于 3 的数字
var result = numbers.Where(x => x > 3);

foreach (var num in result)
{
    Console.WriteLine(num); // 输出 4 和 5
}

// 使用 Select 转换数据
var numbers = new List<int> { 1, 2, 3 };

// 将每个数字平方
var squares = numbers.Select(x => x * x);

foreach (var square in squares)
{
    Console.WriteLine(square); // 输出 1, 4, 9
}
捕获外部变量

Lambda 表达式可以捕获定义时的外部变量(称为"闭包")。

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int multiplier = 3;
Func<int, int> multiply = x => x * multiplier;

Console.WriteLine(multiply(10)); // 输出 30

multiplier = 5;
Console.WriteLine(multiply(10)); // 输出 50
使用 Lambda 表达式处理事件
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Button button = new Button();
button.Click += (sender, e) => Console.WriteLine("Button clicked!");
结合 Task 和异步操作
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Func<int, Task<int>> asyncOperation = async x =>
{
    await Task.Delay(1000);
    return x * x;
};

var result = await asyncOperation(5);
Console.WriteLine(result); // 输出 25

Lambda 表达式的优缺点

  • 优点:
  1. 简洁明了:代码更短、更清晰。

  2. 功能强大:支持匿名函数、闭包、内联逻辑等功能。

  3. LINQ 无缝集成:在数据查询和操作中简化代码。

  • 缺点:
  1. 可读性:对于复杂的表达式,可能难以理解。

  2. 调试困难:Lambda 表达式中的逻辑难以单步调试。

  3. 性能开销:虽然开销很小,但 Lambda 表达式需要通过委托间接调用。

注意事项

  1. 简化代码:尽量保持 Lambda 表达式简单。如果逻辑过于复杂,可以提取到单独的方法中。

  2. 性能考虑:在高性能场景下,避免频繁创建 Lambda 表达式。

  3. 调试技巧:通过 Debug.WriteLine 或将 Lambda 表达式拆分为多行辅助调试。

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