[转]Lambda 表达式（C# 编程指南）

目录

• Lambda 表达式（C# 编程指南）
  • 表达式 lambda
  • 语句 lambda
  • 异步 lambda
  • lambda 表达式和元组
  • 含标准查询运算符的 lambda
  • Lambda 表达式中的类型推理
  • 捕获 lambda 表达式中的外部变量和变量范围
  • C# 语言规范
  • 特别推荐书籍章节
  • 请参阅

原文链接：Lambda 表达式（C# 编程指南）——Microsoft

Lambda 表达式（C# 编程指南）#

“Lambda 表达式”是采用以下任意一种形式的表达式：

• 表达式 lambda，表达式为其主体：

  (input-parameters) => expression
  

• 语句 lambda，语句块作为其主体：

  (input-parameters) => { <sequence-of-statements> }
  

使用 lambda 声明运算符=> 从其主体中分离 lambda 参数列表。 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。

任何 Lambda 表达式都可以转换为委托类型。 Lambda 表达式可以转换的委托类型由其参数和返回值的类型定义。 如果 lambda 表达式不返回值，则可以将其转换为 Action 委托类型之一；否则，可将其转换为 Func 委托类型之一。 例如，有 2 个参数且不返回值的 Lambda 表达式可转换为 xref:System.Action`2 委托。 有 1 个参数且不返回值的 Lambda 表达式可转换为 xref:System.Func`2 委托。 以下示例中，lambda 表达式 x => x * x（指定名为 x 的参数并返回 x 平方值）将分配给委托类型的变量：

[!code-csharp-interactivelambda is delegate]

表达式 lambda 还可以转换为表达式树类型，如下面的示例所示：

[!code-csharp-interactivelambda is expression tree]

可在需要委托类型或表达式树的实例的任何代码中使用 lambda 表达式，例如，作为 xref:System.Threading.Tasks.Task.Run(System.Action)?displayProperty=nameWithType 方法的参数传递应在后台执行的代码。 用 C# 编写 LINQ 时，还可以使用 lambda 表达式，如下例所示：

[!code-csharp-interactivelambda is argument in LINQ]

如果使用基于方法的语法在 xref:System.Linq.Enumerable?displayProperty=nameWithType 类中（例如，在 LINQ to Objects 和 LINQ to XML 中）调用 xref:System.Linq.Enumerable.Select*?displayProperty=nameWithType 方法，则参数为委托类型 xref:System.Func`2?displayProperty=nameWithType。 如果在 xref:System.Linq.Queryable?displayProperty=nameWithType 类中（例如，在 LINQ to SQL 中）调用 xref:System.Linq.Queryable.Select*?displayProperty=nameWithType 方法，则参数类型为表达式树类型 Expression<Func<TSource,TResult>>。 在这两种情况下，都可以使用相同的 lambda 表达式来指定参数值。 尽管通过 Lambda 创建的对象实际具有不同的类型，但其使得 2 个 Select 调用看起来类似。

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 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：

(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。

使用空括号指定零个输入参数：

[!code-csharpzero parameters]

括号内的两个或更多输入参数使用逗号加以分隔：

[!code-csharptwo parameters]

有时，编译器无法推断输入类型。 可以显式指定类型，如下面的示例所示：

[!code-csharpexplicitly typed parameters]

输入参数类型必须全部为显式或全部为隐式；否则，便会生成 CS0748 编译器错误。

表达式 lambda 的主体可以包含方法调用。 不过，若要创建在 .NET 公共语言运行时的上下文之外（如在 SQL Server 中）计算的表达式树，不得在 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#

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) => { <sequence-of-statements> }

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。

[!code-csharp-interactivestatement lambda]

语句 lambda 也不能用于创建表达式目录树。

异步 lambda#

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();
        button1.Click += button1_Click;
    }

    private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        await ExampleMethodAsync();
        textBox1.Text += "\r\nControl returned to Click event handler.\n";
    }

    private 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 async 修饰符，如下面的示例所示：

public partial class Form1 : Form
{
    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
        button1.Click += async (sender, e) =>
        {
            await ExampleMethodAsync();
            textBox1.Text += "\r\nControl returned to Click event handler.\n";
        };
    }

    private async Task ExampleMethodAsync()
    {
        // The following line simulates a task-returning asynchronous process.
        await Task.Delay(1000);
    }
}

有关如何创建和使用异步方法的详细信息，请参阅使用 Async 和 Await 的异步编程。

lambda 表达式和元组#

自 C# 7.0 起，C# 语言提供对元组的内置支持。 可以提供一个元组作为 Lambda 表达式的参数，同时 Lambda 表达式也可以返回元组。 在某些情况下，C# 编译器使用类型推理来确定元组组件的类型。

可通过用括号括住用逗号分隔的组件列表来定义元组。 下面的示例使用包含三个组件的元组，将一系列数字传递给 lambda 表达式，此表达式将每个值翻倍，然后返回包含乘法运算结果的元组（内含三个组件）。

[!code-csharp-interactivelambda and tuples]

通常，元组字段命名为 Item1、Item2 等等。但是，可以使用命名组件定义元组，如以下示例所示。

[!code-csharp-interactivelambda and named tuples]

若要详细了解 C# 元组，请参阅 C# 元组类型。

含标准查询运算符的 lambda#

在其他实现中，LINQ to Objects 有一个输入参数，其类型是泛型委托 xref:System.Func`1 系列中的一种。 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，假设为 xref:System.Func`2 委托类型：

public delegate TResult Func<in T, out TResult>(T arg)

可以将委托实例化为 Func<int, bool> 实例，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。 例如，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。 下面的 Func 委托在调用后返回布尔值，以指明输入参数是否等于 5：

[!code-csharp-interactiveFunc example]

参数类型为 xref:System.Linq.Expressions.Expression`1 时，也可以提供 Lambda 表达式，例如在 xref:System.Linq.Queryable 类型内定义的标准查询运算符中提供。 指定 xref:System.Linq.Expressions.Expression`1 参数时，lambda 编译为表达式树。

下面的示例使用 xref:System.Linq.Enumerable.Count* 标准查询运算符：

[!code-csharp-interactiveCount example]

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)。

下面的示例生成一个序列，其中包含 numbers 数组中位于 9 之前的所有元素，因为这是序列中第一个不符合条件的数字：

[!code-csharp-interactiveTakeWhile example]

以下示例通过将输入参数括在括号中来指定多个输入参数。 此方法返回 numbers 数组中的所有元素，直至遇到值小于其在数组中的序号位置的数字为止：

[!code-csharp-interactiveTakeWhile example 2]

Lambda 表达式中的类型推理#

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。 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：

customers.Where(c => c.City == "London");

lambda 类型推理的一般规则如下：

• Lambda 包含的参数数量必须与委托类型包含的参数数量相同。

• Lambda 中的每个输入参数必须都能够隐式转换为其对应的委托参数。

• Lambda 的返回值（如果有）必须能够隐式转换为委托的返回类型。

请注意，lambda 表达式本身没有类型，因为通用类型系统没有“lambda 表达式”这一固有概念。 不过，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 xref:System.Linq.Expressions.Expression 类型。

捕获 lambda 表达式中的外部变量和变量范围#

lambda 可以引用外部变量。 这些变量是在定义 lambda 表达式的方法中或包含 lambda 表达式的类型中的范围内变量。 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：

[!code-csharpvariable scope]

下列规则适用于 lambda 表达式中的变量范围：

• 捕获的变量将不会被作为垃圾回收，直至引用变量的委托符合垃圾回收的条件。

• 在封闭方法中看不到 lambda 表达式内引入的变量。

• lambda 表达式无法从封闭方法中直接捕获 in、ref 或 out 参数。

• lambda 表达式中的 return 语句不会导致封闭方法返回。

• 如果相应跳转语句的目标位于 lambda 表达式块之外，lambda 表达式不得包含 goto、break 或 continue 语句。 同样，如果目标在块内部，在 lambda 表达式块外部使用跳转语句也是错误的。

C# 语言规范#

有关详细信息，请参阅 C# 语言规范中的 匿名函数表达式部分。

特别推荐书籍章节#

面向 C# 3.0 程序员的超过 250 个解决方案中的 C# 3.0 手册（第三版）：委托、事件和 Lambda 表达式

请参阅#

• C# 编程指南
• LINQ（语言集成查询）
• 表达式树
• 本地函数与 lambda 表达式比较
• 隐式类型化 lambda 表达式
• Visual Studio 2008 C# 示例（请参阅 LINQ 示例查询文件和 XQuery 程序）
• 递归 lambda 表达式