Lambda 表达式是一种可用于创建 委托 或 表达式目录树 类型的 匿名函数 。 通过使用 lambda 表达式,可以写入可作为参数传递或作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。
若要创建 Lambda 表达式,需要在 Lambda 运算符 =>左侧指定输入参数(如果有),然后在另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。 如下面的示例所示,你可以将此表达式分配给委托类型:
C#
delegate int del(int i);
static void Main(string[] args)
{
del myDelegate = x => x * x;
int j = myDelegate(5); //j = 25
}
若要创建表达式目录树类型:
using System.Linq.Expressions; namespace ConsoleApplication1 {
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Expression<del> myET = x => x * x;
}
}
}
=>
运算符具有与赋值运算符 (=
) 相同的优先级并且是右结合运算(参见“运算符”文章的“结合性”部分)。
Lambda 在基于方法的 LINQ 查询中用作标准查询运算符方法(如 Where)的参数。
使用基于方法的语法在 Where 类中调用 Enumerable 方法时(如在 LINQ to Objects 和 LINQ to XML中一样),参数是委托类型 System.Func<T,TResult>。 使用 Lambda 表达式创建该委托最为方便。 例如,在 System.Linq.Queryable 类中调用相同的方法时(如在 LINQ to SQL 中一样),参数类型为 System.Linq.Expressions.Expression<Func>,其中 Func 是最多具有十六个输入参数的任何一个 Func 委托。 同样,Lambda 表达式只是一种非常简洁的构造该表达式目录树的方式。 尽管事实上通过 Lambda 创建的对象具有不同的类型,但 Lambda 使得 Where
调用看起来类似。
在上一个示例中,请注意委托签名具有一个 int
类型的隐式类型输入参数,并返回 int
。 可以将 Lambda 表达式转换为该类型的委托,因为该表达式也具有一个输入参数 (x
),以及一个编译器可隐式转换为 int
类型的返回值。 (以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 运算符的左侧不允许使用 Lambda。
适用于匿名方法的所有限制也适用于 Lambda 表达式。 有关详细信息,请参阅匿名方法。
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 广泛用于表达式树的构造。 表达式 lambda 会返回表达式的结果,并采用以下基本形式:
C#
(input-parameters) => expression
仅当 lambda 只有一个输入参数时,括号才是可选的;否则括号是必需的。 括号内的两个或更多输入参数使用逗号加以分隔:
C#
(x, y) => x == y
有时,编译器难以或无法推断输入类型。 如果出现这种情况,你可以按以下示例中所示方式显式指定类型:
C#
(int x, string s) => s.Length > x
使用空括号指定零个输入参数:
C#
() => SomeMethod()
在上一个示例中,请注意表达式 Lambda 的主体可以包含一个方法调用。 但是,如果要创建在 .NET Framework 之外计算的表达式目录树(例如,在 SQL Server 中),则不应在 lambda 表达式中使用方法调用。 在 .NET 公共语言运行时上下文之外,方法将没有任何意义。
语句 lambda 与表达式 lambda 表达式类似,只是语句括在大括号中:
(input-parameters) => { statement; }
语句 lambda 的主体可以包含任意数量的语句;但是,实际上通常不会多于两个或三个。
C#
delegate void TestDelegate(string s);
C#
TestDelegate del = n => { string s = n + " World";
Console.WriteLine(s); };
像匿名方法一样,语句 lambda 也不能用于创建表达式目录树。
通过使用 async 和 await 关键字,你可以轻松创建包含异步处理的 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 += "rnControl returned to Click event handler.n";
}
async Task ExampleMethodAsync()
{
// The following line simulates a task-returning asynchronous process.
await Task.Delay(1000);
}
}
你可以使用异步 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,如下例所示。
public partial class Form1 : Form {
public Form1()
{
InitializeComponent();
button1.Click += async (sender, e) =>
{
// ExampleMethodAsync returns a Task.
await ExampleMethodAsync();
textBox1.Text += "nControl returned to Click event handler.n";
};
}
async Task ExampleMethodAsync()
{
// The following line simulates a task-returning asynchronous process.
await Task.Delay(1000);
}
}
许多标准查询运算符都具有输入参数,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非常有用,这些表达式将应用于一组源数据中的每个元素。 例如,请考虑以下委托类型:
C#复制
public delegate TResult Func<TArg0, TResult>(TArg0 arg0)
可以将委托实例化为 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:
C#复制
Func<int, bool> myFunc = x => x == 5;
bool result = myFunc(4); // returns false of course
当参数类型为 Expression<Func>
时,你也可以提供 Lambda 表达式,例如在 System.Linq.Queryable 内定义的标准查询运算符中。如果指定 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 方法:
C#复制
int[] numbers = { 5, 4, 1, 3, 9, 8, 6, 7, 2, 0 };
int oddNumbers = numbers.Count(n => n % 2 == 1);
编译器可以推断输入参数的类型,或者你也可以显式指定该类型。 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 左侧的所有元素,因为它是序列中第一个不满足条件的数字:
C#复制
var firstNumbersLessThan6 = numbers.TakeWhile(n => n < 6);
此示例展示了如何通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所有元素,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。
C#复制
var firstSmallNumbers = numbers.TakeWhile((n, index) => n >= index);
在编写 lambda 时,通常不必为输入参数指定类型,因为编译器可以根据 lambda 主体、参数的委托类型以及 C# 语言规范中描述的其他因素来推断类型。 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。 因此,如果要查询 IEnumerable<Customer>
,则输入变量将被推断为 Customer
对象,这意味着你可以访问其方法和属性:
C#复制
customers.Where(c => c.City == "London");
Lambda 的一般规则如下:
请注意,lambda 表达式本身没有类型,因为常规类型系统没有“Lambda 表达式”这一内部概念。 但是,有时以一种非正式的方式谈论 lambda 表达式的“类型”会很方便。 在这些情况下,类型是指委托类型或 lambda 表达式所转换到的 Expression 类型。
在定义 lambda 函数的方法内或包含 Lambda 表达式的类型内,Lambda 可以引用范围内的外部变量(请参阅匿名方法)。 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,即使在其他情况下,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,然后才能在 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:
in
、ref
或 out
参数。goto
语句、 break
语句或 continue
语句。 同样,如果目标在块内部,则在 lambda 函数块外部使用跳转语句也是错误的。不会直接在查询语法中使用 lambda 表达式,而是在方法调用中使用它们,并且查询表达式可以包含方法调用。 事实上,一些查询操作只能采用方法语法进行表示。 有关查询语法与方法语法之间的差异的详细信息,请参阅 LINQ 中的查询语法和方法语法。
下面的示例演示如何通过 Enumerable.Where 标准查询运算符,在基于方法的查询中使用 lambda 表达式。 请注意,此示例中的 Where 方法具有一个 Func<TResult> 委托类型的输入参数,该委托采用整数作为输入并返回一个布尔值。 Lambda 表达式可以转换为该委托。 如果这是使用 Queryable.Where 方法的 LINQ to SQL 查询,则参数类型会是 Expression<Func<int,bool>>
,但 lambda 表达式看起来完全相同。 有关表达式类型的详细信息,请参阅 System.Linq.Expressions.Expression。
class SimpleLambda{
static void Main() { // Data source.
int[] scores = { 90, 71, 82, 93, 75, 82 }; // The call to Count forces iteration of the source
int highScoreCount = scores.Where(n => n > 80).Count();
Console.WriteLine("{0} scores are greater than 80", highScoreCount); // Outputs: 4 scores are greater than 80
}
}
下面的示例演示如何在查询表达式的方法调用中使用 lambda 表达式。 需要 lambda 的原因是无法使用查询语法调用 Sum 标准查询运算符。
查询首先根据学生的年级(在 GradeLevel
枚举中定义)对学生进行分组。 然后为每个组添加每个学生的总分。 这需要两个 Sum
操作。 内部 Sum
为每个学生计算总分,而外部 Sum
保留组中所有学生的正在运行的合并总分。
private static void TotalsByGradeLevel(){
// This query retrieves the total scores for First Year students, Second Years, and so on.
// The outer Sum method uses a lambda in order to specify which numbers to add together.
var categories = from student in students
group student by student.Year into studentGroup
select new { GradeLevel = studentGroup.Key, TotalScore = studentGroup.Sum(s => s.ExamScores.Sum()) };
// Execute the query.
foreach (var cat in categories)
{
Console.WriteLine("Key = {0} Sum = {1}", cat.GradeLevel, cat.TotalScore);
}
}/*
Outputs:
Key = SecondYear Sum = 1014
Key = ThirdYear Sum = 964
Key = FirstYear Sum = 1058
Key = FourthYear Sum = 974
*/
Lambda 表达式并不只限于在 LINQ 查询中使用。 可以在需要委托值的任何地方(也就是在可以使用匿名方法的任何地方)使用这些表达式。 下面的示例演示如何在 Windows 窗体事件处理程序中使用 lambda 表达式。 请注意,输入的类型(Object 和 MouseEventArgs)由编译器推理,因此不必在 lambda 输入参数中显式给定。
public partial class Form1 : Form
{
public Form1()
{
InitializeComponent();
// Use a lambda expression to define an event handler.
this.Click += (s, e) => { MessageBox.Show(((MouseEventArgs)e).Location.ToString());};
}
}