C# 3.0特性之Lambda表达式

Attention: 本文内容包括示例来源均参考自Joseph C. Rattz, Jr.的Pro Linq一书。

Lambda表达式是MS在C# 3.0中引入的。Lambda表达式最早可见于LISP语言，美国数学家Alonzo Church在1936年将其概念化。这种表达式为描述算法提供了一种简便的手段。

在引入Lambda表达式之前，我们先看一看在这之前，将一个算法作为参数传递给一个方法是如何做到的。

使用命名方法（Named Methods）

在C# 2.0之前，可以使用委托（delegate）来完成这项工作。比如考虑这样一个应用，对数组元素按照一定的规则进行过滤，对于通用模块，可以写成下面的样子：

public class Common
{
    public delegate bool IntFilter(int i); 

    public static int[] FilterArrayOfInt(int[] ints,IntFilter filter)
    {
        ArrayList aList = new ArrayList();
        foreach (int i in ints)
        {
            if (filter(i))
            {
                aList.Add(i);
            }
        } 

        return ((int[]) aList.ToArray(typeof (int)));
    }
} 

然后搞算法的人就把过滤算法写成函数，比如下面的这样： 

public class Application
{
    public static bool IsOdd(int i)
    {
        return ((i & 1) == 1);
    }
} 

这个IsOdd()方法，就是描述算法的named method。在实际的调用过程中，caller调用的是Common类的FilterArrayOfInt()方法，该方法的第二个参数，就是一个过滤器算法的委托（函数指针）。所有的过滤器算法必须是具有相同的参数和返回值类型。在调用FilterArrayOfInt()方法的时候，同时把描述算法的IsOdd()作为参数，代入委托，这样一个事件就搞定了。 

static void Main(string[] args)
{
    int[] nums = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
    int[] oddNums = Common.FilterArrayOfInt(nums, Application.IsOdd); 

    foreach (int i in oddNums)
    {
        Console.WriteLine(i);
    }
} 

结果当然是1、3、5、7、9。算法的实现者可以写出各种不同的filter，如此代入即可。

使用匿名方法（Anonymous Methods）

在C# 2.0中，引入了匿名方法，可以将代码内联来替换委托。上面的示例中Main()方法里的oddNums赋值可以改写如下：

int[] oddNums = Common.FilterArrayOfInt(nums, delegate(int i) { return ((i & 1) == 1); });

在委托参数的地方可以简单地用这种内联的形式，由于没有定义一个确定名称的方法，就称作匿名方法。对于不怎么需要复用的代码，这种手段可以极大简化程序结构，但降低了可读性。对于比较复杂的函数体就很suck了。。

使用Lambda表达式

Lambda表达式的一般形式，是由一组由逗号分隔的参数列表，跟着一个lambda操作符，再跟着一个表达式或者语句块。多个输入参数的情况下需要用括号来包围。在C#中，lambda操作符是=>，因此，在C#中的lambda表达式应该是这个样子的： 

(param1, param2, …paramN) =>
{
statement1;
statement2;
…
statementN;
return(lambda_expression_return_type);
} 

再回过头看delegate的部分，一个delegate实际上就是指定了输入的参数格式以及返回值的格式，那么在lambda表达式中，就对应着=>左边的那一坨以及语句体里return的那个东东。在前面的例子中，输入是一个int型数据，返回一个bool量，比如： 

x=>x.Length>0 

这个表达式可以读作“x goes to x.Length >0”，或者“输入x，返回x.Length>0”。下面的lambda表达式可以返回输入参数的长度： 

s=>s.Length

那么delegate就应该指定返回int型值。对于多个输入变量的，比如：

(x,y) => x==y

再复杂一点的：

(x, y) =>
{
if (x > y)
return (x);
else
return (y);
}

好，下面我们来改造前面的那个例子，算法设计者所设计的lambda表达式必须满足委托的声明：  

delegate bool IntFilter(int i);

则可以将oddNums的赋值写成这样： 

int[] oddNums = Common.FilterArrayOfInt(nums, i => ((i & 1) == 1));

结果当然也会和前面完全一样。

小结

这篇文章仅仅是对lambda表达式的用法做一个简单的概要描述。对于那种经常需要复用的算法段，使用named method是最正统也是最合理的，匿名方法以及lambda表达式更加适合于那种一次性算法。说到这里大家应该很明白这东西的使用范畴了，对，那就是linq！在linq的查询操作中，几乎所有的算法都是不怎么复用的，如果为每个查询都写一个命名方法，其效率实在惨不忍睹，而lambda表达式正是为此应运而生的。又或者说，几乎所有的.net 3.5新语言特性都是为了linq服务的。。