匿名函数,Lambda表达式,委托
C# 委托(Delegate) C# 中的委托(Delegate)类似于 C 或 C++ 中函数的指针。委托(Delegate) 是存有对某个方法的引用的一种引用类型变量。引用可在运行时被改变。 委托(Delegate)特别用于实现事件和回调方法。所有的委托(Delegate)都派生自 System.Delegate 类。 声明委托(Delegate) 委托声明决定了可由该委托引用的方法。委托可指向一个与其具有相同标签的方法。 例如,假设有一个委托: public delegate int MyDelegate (string s); 上面的委托可被用于引用任何一个带有一个单一的 string 参数的方法,并返回一个 int 类型变量。 声明委托的语法如下: delegate <return type> <delegate-name> <parameter list> 实例化委托(Delegate) 一旦声明了委托类型,委托对象必须使用 new 关键字来创建,且与一个特定的方法有关。当创建委托时,传递到 new 语句的参数就像方法调用一样书写,但是不带有参数。例如: public delegate void printString(string s); ... printString ps1 = new printString(WriteToScreen); printString ps2 = new printString(WriteToFile); 下面的实例演示了委托的声明、实例化和使用,该委托可用于引用带有一个整型参数的方法,并返回一个整型值。 using System; delegate int NumberChanger(int n); namespace DelegateAppl { class TestDelegate { static int num = 10; public static int AddNum(int p) { num += p; return num; } public static int MultNum(int q) { num *= q; return num; } public static int getNum() { return num; } static void Main(string[] args) { // 创建委托实例 NumberChanger nc1 = new NumberChanger(AddNum); NumberChanger nc2 = new NumberChanger(MultNum); // 使用委托对象调用方法 nc1(25); Console.WriteLine("Value of Num: {0}", getNum()); nc2(5); Console.WriteLine("Value of Num: {0}", getNum()); Console.ReadKey(); } } } 当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果: Value of Num: 35 Value of Num: 175 委托的多播(Multicasting of a Delegate) 委托对象可使用 "+" 运算符进行合并。一个合并委托调用它所合并的两个委托。只有相同类型的委托可被合并。"-" 运算符可用于从合并的委托中移除组件委托。 使用委托的这个有用的特点,您可以创建一个委托被调用时要调用的方法的调用列表。这被称为委托的 多播(multicasting),也叫组播。下面的程序演示了委托的多播: using System; delegate int NumberChanger(int n); namespace DelegateAppl { class TestDelegate { static int num = 10; public static int AddNum(int p) { num += p; return num; } public static int MultNum(int q) { num *= q; return num; } public static int getNum() { return num; } static void Main(string[] args) { // 创建委托实例 NumberChanger nc; NumberChanger nc1 = new NumberChanger(AddNum); NumberChanger nc2 = new NumberChanger(MultNum); nc = nc1; nc += nc2; // 调用多播 nc(5); Console.WriteLine("Value of Num: {0}", getNum()); Console.ReadKey(); } } } 当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果: Value of Num: 75 委托(Delegate)的用途 下面的实例演示了委托的用法。委托 printString 可用于引用带有一个字符串作为输入的方法,并不返回任何东西。 我们使用这个委托来调用两个方法,第一个把字符串打印到控制台,第二个把字符串打印到文件: using System; using System.IO; namespace DelegateAppl { class PrintString { static FileStream fs; static StreamWriter sw; // 委托声明 public delegate void printString(string s); // 该方法打印到控制台 public static void WriteToScreen(string str) { Console.WriteLine("The String is: {0}", str); } // 该方法打印到文件 public static void WriteToFile(string s) { fs = new FileStream("c:\\message.txt", FileMode.Append, FileAccess.Write); sw = new StreamWriter(fs); sw.WriteLine(s); sw.Flush(); sw.Close(); fs.Close(); } // 该方法把委托作为参数,并使用它调用方法 public static void sendString(printString ps) { ps("Hello World"); } static void Main(string[] args) { printString ps1 = new printString(WriteToScreen); printString ps2 = new printString(WriteToFile); sendString(ps1); sendString(ps2); Console.ReadKey(); } } } 当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果: The String is: Hello World 委托多播实例:例如小明叫小张买完车票,之后接着又让他带张电影票: // 小张类 public class MrZhang { // 其实买车票的悲情人物是小张 public static void BuyTicket() { Console.WriteLine("NND,每次都让我去买票,鸡人呀!"); } public static void BuyMovieTicket() { Console.WriteLine("我去,自己泡妞,还要让我带电影票!"); } } //小明类 class MrMing { // 声明一个委托,其实就是个“命令” public delegate void BugTicketEventHandler(); public static void Main(string[] args) { // 这里就是具体阐述这个命令是干什么的,本例是MrZhang.BuyTicket“小张买车票” BugTicketEventHandler myDelegate = new BugTicketEventHandler(MrZhang.BuyTicket); myDelegate += MrZhang.BuyMovieTicket; // 这时候委托被附上了具体的方法 myDelegate(); Console.ReadKey(); } } 定义一个委托,准备相应的调用方法。注意:定义一个委托相当于定义一个新类,所有可以定义类的地方都可以定义委托。下面的代码定义在入口所在的类下面。 delegate double ProcessDelegate(double a, double b); // 定义一个委托。 static double Multiply(double a, double b) { return a * b; } static double Divide(double a, double b) { return a / b; } static double Sum(double c, double d) { return c + d; } public static void Main(string[] args) { ProcessDelegete MyDelegate; MyDelegate = Multiply; } C# 匿名方法 我们已经提到过,委托是用于引用与其具有相同标签的方法。换句话说,您可以使用委托对象调用可由委托引用的方法。 匿名方法(Anonymous methods) 提供了一种传递代码块作为委托参数的技术。匿名方法是没有名称只有主体的方法。 在匿名方法中您不需要指定返回类型,它是从方法主体内的 return 语句推断的。 编写匿名方法的语法 匿名方法是通过使用 delegate 关键字创建委托实例来声明的。例如: delegate void NumberChanger(int n); ... NumberChanger nc = delegate(int x) { Console.WriteLine("Anonymous Method: {0}", x); }; 代码块 Console.WriteLine("Anonymous Method: {0}", x); 是匿名方法的主体。 委托可以通过匿名方法调用,也可以通过命名方法调用,即,通过向委托对象传递方法参数。 例如: nc(10); 实例 下面的实例演示了匿名方法的概念: using System; delegate void NumberChanger(int n); namespace DelegateAppl { class TestDelegate { static int num = 10; public static void AddNum(int p) { num += p; Console.WriteLine("Named Method: {0}", num); } public static void MultNum(int q) { num *= q; Console.WriteLine("Named Method: {0}", num); } static void Main(string[] args) { // 使用匿名方法创建委托实例 NumberChanger nc = delegate(int x) { Console.WriteLine("Anonymous Method: {0}", x); }; // 使用匿名方法调用委托 nc(10); // 使用命名方法实例化委托 nc = new NumberChanger(AddNum); // 使用命名方法调用委托 nc(5); // 使用另一个命名方法实例化委托 nc = new NumberChanger(MultNum); // 使用命名方法调用委托 nc(2); Console.ReadKey(); } } } 当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果: Anonymous Method: 10 Named Method: 15 Named Method: 30 Lambda表达式 Lambda表达式 "Lambda表达式"是一个匿名函数,是一种高效的类似于函数式编程的表达式,Lambda简化了开发中需要编写的代码量。它可以包含表达式和语句,并且可用于创建委托或表达式目录树类型,支持带有可绑定到委托或表达式树的输入参数的内联表达式。所有Lambda表达式都使用Lambda运算符=>,该运算符读作"goes to"。Lambda运算符的左边是输入参数(如果有),右边是表达式或语句块。Lambda表达式x => x * x读作"x goes to x times x"。可以将此表达式分配给委托类型,如下所示: 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(后面会详细说明): using System.Linq.Expressions; namespace ConsoleApplication1 { class Program { static void Main(string[] args) { Expression<del> myET = x => x * x; } } } 1、表达式Lambda 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 会返回表达式的结果,并采用以下基本形式: (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: (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: (int x, string s) => s.Length > x 使用空括号指定零个输入参数: () => SomeMethod() 2、语句Lambda 当lambda表达式中,有多个语句时,写成如下形式: (input parameters) => {statement;} 例如: delegate void TestDelegate(string s); … TestDelegate myDel = n => { string s = n + " " + "World"; Console.WriteLine(s); }; myDel("Hello"); 看到这里,Lambda的基础知识就学完了,下面来讲解一下实际中是如何运用的,这里写了几个小例子: List<string> Citys= new List<string>() { "BeiJing", "ShangHai", "Tianjin", "GuangDong" }; var result = Citys.First(c => c.Length > 7); 这个是大家熟悉的LINQ语句,如果没学过没关系,这里用的只是很简单的几个方法,相信大家都能看懂。 首先定义一个Citys集合,初始化有一些数据。然后调用LINQ的first方法,查询出来长度大于7的第一个结果,看到了吧,这里用的就是Lambda表达式, 如果我们自己写,还要写循环遍历集合,然后判断字符串长度是否大于7,起码要写四五行代码,而这里只要一行就够了,而且LINQ也要写很长。 这里用的是最简单的Lambda表达式,(input parameters) => expression的形式。 下面来看一下,如何自己定义和使用Lambda表达式,首先写下面一个函数: public void LambdaFun(string str,Func<string,string> func) { Console.WriteLine(func(str)); } 这里用到了Func<T>委托,不懂的可以去百度查资料,这个方法什么都没有做,只是调用了委托方法,并将参数传递过去,下面来看一下使用方法: LambdaFun("BeiJing 2013", s => { if (s.Contains("2013")) { s = s.Replace("2013", "2014"); } return s; }); 这里将传入字符串中的2013替换成为2014,当然还可以是将其他字符串替换城任何内容,或者是截取,连接等等,完全由我们传入的Lambda表达式决定,到了这里感觉到Lambda表达式的强大了吧。 lambda表达式树动态创建方法 static void Main(string[] args) { //i*j+w*x ParameterExpression a = Expression.Parameter(typeof(int),"i"); //创建一个表达式树中的参数,作为一个节点,这里是最下层的节点 ParameterExpression b = Expression.Parameter(typeof(int),"j"); BinaryExpression r1 = Expression.Multiply(a,b); //这里i*j,生成表达式树中的一个节点,比上面节点高一级 ParameterExpression c = Expression.Parameter(typeof(int), "w"); ParameterExpression d = Expression.Parameter(typeof(int), "x"); BinaryExpression r2 = Expression.Multiply(c, d); BinaryExpression result = Expression.Add(r1,r2); //运算两个中级节点,产生终结点 Expression<Func<int, int, int, int, int>> lambda = Expression.Lambda<Func<int, int, int, int, int>>(result,a,b,c,d); Console.WriteLine(lambda + ""); //输出‘(i,j,w,x)=>((i*j)+(w*x))’,z对应参数b,p对应参数a Func<int, int, int, int, int> f= lambda.Compile(); //将表达式树描述的lambda表达式,编译为可执行代码,并生成该lambda表达式的委托; Console.WriteLine(f(1, 1, 1, 1) + ""); //输出结果2 Console.ReadKey(); } 为了便于大家理解,这点代码构成的Lambda表达式树如下图:
其实Lambda表达式并不难,只有理解了其中的原理,还是很快可以上手的!