C# Lambda 表达式

C# 中的 Lambda 表达式（Lambda Expression） 是一种简洁、函数式的语法 ，用于创建匿名函数（即没有名称的方法），通常用于初始化委托（如 Action、Func）或表达式树（Expression Tree）。它是现代 C# 编程的核心特性之一，广泛应用于 LINQ、事件处理、异步编程和函数式风格代码中。

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一、基本语法

(参数列表) => 表达式或语句块

• => 读作 "goes to" 或 "映射到"。
• 左侧是参数 ，右侧是方法体。

✅ 常见形式示例：

形式	示例	说明
无参	() => Console.WriteLine("Hello")	常用于 Action
单参（可省略括号）	x => x * x	参数类型可推断
多参	(x, y) => x + y	必须加括号
语句块	x => { return x > 0 ? "正数" : "非正数"; }	多行逻辑用 {}
无返回值	msg => Console.WriteLine(msg)	相当于 void 方法

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二、Lambda 与委托的关系

Lambda 表达式本身不是类型，但它可以隐式转换为兼容的委托类型 （如 Action、Func）或表达式树类型 （Expression<T>）。

示例：赋值给 Func 和 Action

// Func<int, int>：接收 int，返回 int
Func<int, int> square = x => x * x;
Console.WriteLine(square(5)); // 输出 25

// Action<string>：接收 string，无返回
Action<string> greet = name => Console.WriteLine($"Hello, {name}!");
greet("Alice"); // 输出 Hello, Alice!

🔍 编译器会根据目标类型自动推断 Lambda 的参数类型和返回类型。

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三、Lambda 的核心优势

✅ 1. 简洁性

相比匿名方法或命名方法，代码更短、意图更清晰：

// 传统方式
List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
List<int> evens = numbers.FindAll(delegate(int n) { return n % 2 == 0; });

// Lambda 方式（推荐）
var evens = numbers.Where(n => n % 2 == 0).ToList();

✅ 2. 闭包（Closure）支持

Lambda 可以捕获外部作用域的变量：

string prefix = "日志: ";
Action<string> logger = msg => Console.WriteLine(prefix + msg);
logger("程序启动"); // 输出：日志: 程序启动

编译器会自动生成一个"闭包类"来保存 prefix，确保生命周期安全。

✅ 3. 与 LINQ 无缝集成

LINQ 方法（如 Where、Select、OrderBy）大量使用 Lambda：

var names = new[] { "Alice", "Bob", "Charlie" };
var longNames = names
    .Where(name => name.Length > 3)
    .Select(name => name.ToUpper())
    .ToArray(); // ["ALICE", "CHARLIE"]

✅ 4. 支持表达式树（Expression Tree）

当 Lambda 赋值给 Expression<Func<...>> 时，不会编译为 IL 代码，而是生成可分析的表达式树，用于 ORM（如 Entity Framework）：

Expression<Func<int, bool>> expr = x => x > 10;
// EF 可将此表达式翻译为 SQL: WHERE x > 10

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四、Lambda vs 匿名方法 vs 命名方法

特性	命名方法	匿名方法	Lambda 表达式
语法简洁性	❌ 冗长	⭕ 中等	✅ 极简
可读性（简单逻辑）	❌	⭕	✅
支持表达式树	❌	❌	✅
类型推断	❌	❌	✅
现代 C# 推荐度	仅复杂逻辑	基本淘汰	✅ 首选

💡 经验法则：

• 简单逻辑 → 用 Lambda；
• 复杂/复用逻辑 → 用命名方法；
• 避免使用匿名方法（除非维护旧代码）。

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五、高级用法示例

1. 多行 Lambda（语句块）

Func<int, string> classify = number =>
{
    if (number < 0) return "负数";
    if (number == 0) return "零";
    return "正数";
};

2. 忽略参数（使用 _）

Action<object, EventArgs> handler = (_, __) => Console.WriteLine("Clicked!");
button.Click += handler;

3. 递归 Lambda（需先声明变量）

Func<int, int> factorial = null;
factorial = n => n <= 1 ? 1 : n * factorial(n - 1);
Console.WriteLine(factorial(5)); // 120

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六、常见内置委托类型（配合 Lambda 使用）

委托	签名	示例
Action	void()	() => Console.WriteLine("Run")
Action<T>	void(T)	x => Console.WriteLine(x)
Func<R>	R()	() => DateTime.Now
Func<T, R>	R(T)	x => x.ToString()
Predicate<T>	bool(T)	x => x > 0

✅ 这些类型让 Lambda 几乎无需自定义委托即可覆盖 99% 场景。

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七、注意事项与陷阱

⚠️ 1. 闭包与循环变量（经典陷阱）

var actions = new List<Action>();
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
    actions.Add(() => Console.WriteLine(i)); // 所有输出 3！
}
// 解决方案：引入局部副本
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
    int local = i;
    actions.Add(() => Console.WriteLine(local)); // 正确输出 0,1,2
}

⚠️ 2. 性能考虑

• Lambda 本身开销极小；
• 但频繁创建委托对象（如在循环内）可能增加 GC 压力；
• 表达式树比普通 Lambda 慢（因需解析树结构）。

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✅ 总结

关键点	说明
是什么	创建匿名函数的简洁语法
核心符号	=>
主要用途	初始化委托、LINQ 查询、事件处理、函数式编程
优势	简洁、支持闭包、类型推断、表达式树
最佳实践	优先使用 Action/Func + Lambda，避免匿名方法

🌟 一句话记住 ：
Lambda 表达式让 C# 拥有了"把行为当作数据传递"的能力，是写出优雅、简洁、现代 C# 代码的关键。