【C#基础】拥抱Lambda(1):Lambda与表达式树
写在开头,好奇从这里开始(当时让加查询条件,结果竟然是一句话来发挥神奇作用):
this.TestGrade = CriteriaHelper.NewObject<ITestCase, DtoTestCase>("测试等级", a => a.Grade);
1. 语法糖 Lambda
在我看来,=>总是一个无敌可爱的符号。嗯,包括C语言里面的 -> 这个,它总像是在说“我指到这边,你看..”。
找到了一张图[1],可以很好地说明lambda表达式,语法糖上的变化。
// 匿名方法,方法如何写应该是深入骨髓的哦: delegate(string text) { return text.Length; } // Lambda表达式,作用与上行相同: (string text) => { return text.Length; } // 还可以省略括号,这看起来就更像goes to“看到这里”的感觉了: (string text) => text.Length // 让编译器推断参数类型: (text) => text.Length // 还可以省略括号: text => text.Length
注:Lambda表达式在去掉花括号时(即仅有一句时),其实是不带;符号的,一般加上的;是赋值语句规则的。
下面有一个例子,一个让人觉得“怎么会有传方法这种这么神奇操作”的例子:
class Film { public string Name { get; set; } public int Year { get; set; } } // Main函数: var films = new List<Film> { new Film { Name = "Jaws", Year = 1975}, new Film { Name = "Singing in the Rain", Year = 1952}, new Film { Name = "Some like it Hot", Year = 1959}, new Film { Name = "The Wizard of Oz", Year = 1939}, new Film { Name = "American Beauty", Year = 1999} }; Action<Film> print = film => Console.WriteLine("Name = {0}, Year = {1}", film.Name, film.Year); films.ForEach(print); // Console.WriteLine("\r"); films.FindAll(film => film.Year < 1955).ForEach(print); // Console.WriteLine("\r"); films.Sort((f1,f2) => f1.Name.CompareTo(f2.Name)); films.ForEach(print);
2. Lambda表达式与表达式树(Expression tree)
在开启本节内容前,先捋清一下:
图2 [2]
C#编译成公共中间语言(CIL或者IL,成果就是组件.dll文件),程序运行时再由实时编译器(Just in Time,JIT)转化为特定于CPU的语言。
2.1 表达式树
表达式树就是对象构成的树,树中每个节点本身都是一个表达式。Expression类主要包括两个属性:
Type属性:表达式求值后的返回类型。
NodeType属性:返回所代表的表达式的种类,也是节点类型。
表达式树,有很多不同类型的节点。
例如可以这样想象:一个数是一个节点,一个运算符也是一个节点,那么一个简单的2+3表达式,就是有3个节点的树形关系。
Expression firstArg = Expression.Constant(2); Expression secondArg = Expression.Constant(3); Expression add = Expression.Add(firstArg, secondArg); Console.WriteLine(add); // 打印出来的是表达式 (2 + 3)
注意:“叶”表达式总是最先创建的。
注意:Expression.Constant或者是Expression.Add类型都是继承于Expression的,这棵树的所有节点,都是Expression类型。
add BinaryExpression NodeType = Add Type = System.Int32 |
|
firstArg ConstantExpression NodeType = Constant Type = System.Int32 |
secondArg ConstantExpression NodeType = Constant Type = System.Int32 |
图3 上例代码表达式树树形化表示
继续上面的例子,既然打印出来的仅是表达式(2 + 3) ,那么能不能打印运行结果呢?
可以想象一下,节点里面不管是数值或是运算符,其实对于表达式树来说,也就是多个节点或者少个节点的事。如果把节点当成没有实际意义的“圣诞树挂饰”(因为树上的节点“不干活”),那表达式树到底有什么意义?
那句话是这样的,“没有Lambda表达式,表达式树几乎没有任何价值”。
我算是有些明白,“code as data”是什么意思。没有数据,代码是惘然的。但是“叶子”有了,怎么让树“活过来”?微软提供的方式是:将表达式树编译成委托——既然有各种类型的节点,怎么不能有方法类型的节点呢。
Expression leftArg = Expression.Constant(2); Expression rightArg = Expression.Constant(3); Expression add = Expression.Add(leftArg, rightArg); Func<int> compiled = Expression.Lambda<Func<int>>(add).Compile(); Console.WriteLine(compiled());
C#当中Lambda表达式支持表达式树,不过还需要该节点使用Compile()方法(大概就是编译成对应的Func<T>类型,此方法涉及到System.Reflection.MethodInfo,这节内容放到后面来谈)。
Expression<Func<int>> return5 = () => 5; // () => 5是一个Lambda表达式 Func<int> compiled = return5.Compile(); // 把Lambda表达式转换成表达式树。
// (这种转换有限制,此处不详谈。)
2.2 Lambda表达式与LINQ
LINQ(Language Integrated Query)是一种基于中间查询能够直接反馈到C#语言环境当中的技术。
LINQ提供器的中心思想在于:从一个熟悉的源语言(比如C#)生成一个表达式树,将结果作为一个中间格式,再将其转换成目标平台上的本地语言(比如SQL)。
LINQ to Objects方式是:使用含有Lambda表达式的C#查询代码,再由转化为相应的IL,在CLR中执行。
LINQ to SQL方式:编译成使用表达式树IL,在执行时,动态执行sql语句(IL已经处理好怎么让LINQ to SQL提供器处理到本地语言)。
……
除了LINQ to Objects和LINQ to SQL还有其他的数据查询方式,此处不展开。
==================================================================================
下节内容:
注释:
[1] Lambda语法简写
[2] 图源自 维基百科
[3] 此笔记主要参考 《深入理解C#》(第3版)Jon Skeet 著 姚琪琳 译