Lamda Expression

Posted 2021-02-17 everest7

ambda表达式的书写方式是一个参数列表后跟“=>”记号，然后跟一个表达式或一个语句块，即Lambda表达式的语法格式为：

 

参数列 => 语句或语句块

 

Lambda表达式例子如下所示：

 

delegate int del(int i);

 ...

 del myDelegate = x => x * x;

 int j = myDelegate(5); //j = 25

 

关于“参数列”，Lambda表达式的参数列可以具有显式的或隐式的类型。在一个具有显式类型的参数列表中，每个参数的类型都是显式声明的。在一个具有隐式类型的参数列表中，参数的类型是从Lambda表达式出现的上下文中推断出来的——具体来说，是当Lambda表达式被转换为一个兼容的委托类型时，该委托类型提供了参数的类型。

当Lambda表达式只有一个具有隐式类型的参数时，参数列表中的括号可以省略。即：

 

(param) => expr

 

可以简写为：

 

param => expr

 

最后，参数列中可包含任意个参数（与委托对应），如果参数列中有0个或1个以上参数，则必须使用括号括住参数列，如下：

 

() => Console.Write("0个参数");

 i => Console.Write("1个参数时参数列中可省略括号，值为：{0}", i);

 (x, y) => Console.Write("包含2个参数，值为：{0}：{1}", x, y);

 

而“语句或语句块”中如果只有一条语句，则可以不用大括号括住，否则则必须使用大括号，如下所示：

 

 i => Console.Write("只有一条语句");

 i => { Console.Write("使用大括号的表达式"); };

 //两条语句时必须要大括号

i => { i++; Console.Write("两条语句的情况"); };

 

如果“语句或语句块”有返回值时，如果只有一条语句则可以不写“return”语句，编译器会自动处理，否则必须加上，如下示例：

 

class Test

    {

        delegate int AddHandler(int x, int y);

        static void Print(AddHandler add)

        {

            Console.Write(add(1, 3));

        }

        static void Main()

        {

            Print((x, y) => x + y);

            Print((x, y) => { int v = x * 10; return y + v; });

            Console.Read();

        }

    }

 

Lambda表达式是委托的实现方法，所以必须遵循以下规则：

 

l         Lambda表达式的参数数量必须和委托的参数数量相同；

l         如果委托的参数中包括有ref或out修饰符，则Lambda表达式的参数列中也必须包括有修饰符；

 

我们来看如下例子：

 

class Test

    {

        delegate void OutHandler(out int x);

        static void Print(OutHandler test)

        {

            int i;

            test(out i);

            Console.Write(i);

        }

        static void Main()

        {

            Print((out int x) => x = 3);

            Console.Read();

        }

    }

 

l         如果委托有返回类型，则Lambda表达式的语句或语句块中也必须返回相同类型的数据；

l         如果委托有几种数据类型格式而在Lambda表达式中编译器无法推断具体数据类型时，则必须手动明确数据类型。

 

由上面可见，C# 2.0规范中提到的匿名方法规范同样适用于Lambda表达式。Lambda表达式是匿名方法在功能行上的超集，提供了下列附加的功能：

l         Lambda表达式允许省略参数类型并对其进行推断，而匿名方法要求参数类型必须显式地声明。

l         Lambda表达式体可以是表达式或语句块，而匿名方法体只能是语句块。

l         在类型参数推导和方法重载抉择时，Lambda表达式可以被作为参数传递。

l         以一个表达式作为表达式体的Lambda表达式可以被转换为表达式树。

20.5.2 Lambda表达式转换

和匿名方法表达式类似，Lambda表达式可以归类为一种拥有特定转换规则的值。这种值没有类型，但可以被隐式地转换为一个兼容的委托类型。特别地，当满足下列条件时，委托类型D兼容于Lambda表达式L：

l         D和L具有相同数量的参数；

l         如果L具有显式类型的参数列表，D中每个参数的类型和修饰符必须和L中相应的参数完全一致；

l         如果L具有隐式类型的参数列表，则D中不能有ref或out参数；

l         如果D具有void返回值类型，并且L的表达式体是一个表达式，若L的每个参数的类型与D的参数一致，则L的表达式体必须是一个可接受为statement-expression的有效表达式；

l         如果D具有void返回值类型，并且L的表达式体是一个语句块，若L的每个参数的类型与D的参数一致，则L的表达式体必须是一个有效语句块，并且该语句块中不能有带有表达式的return语句；

l         如果D的返回值类型不是void，并且L的表达式体是一个表达式，若L的每个参数的类型与D的参数一致，则L的表达式体必须是一个可以隐式转换为D的返回值类型的有效表达式；

l         如果D的返回值类型不是void，并且L的表达式体是一个语句块，若L的每个参数的类型与D的参数一致，则L的表达式体必须是一个有效的语句块，该语句块不能有可达的终点（即必须有return语句），并且每个return语句中的表达式都必须能够隐式转换为D的返回值类型。

 

后面的例子将使用一个范型委托F<U, T>表示一个函数，它具有一个类型为U的参数u，返回值类型为T：

 

delegate T F<U, T>(U u);

 

我们可以像在下面这样赋值：

 

F<int, int> f1 = x => x + 1;          

 F<int, double> f2 = x => x + 1;

 

每个Lambda表达式的参数和返回值类型通过将Lambda表达式赋给的变量的类型来检测。第一个赋值将Lambda表达式成功地转换为了委托类型Func<int, int>，因为x的类型是int，x + 1是一个有效的表达式，并且可以被隐式地转换为int。同样，第二个赋值成功地将Lambda表达式转换为了委托类型Func<int, double>，因为x + 1的结果（类型为int）可以被隐式地转换为double类型。

 

来看如下代码，如果这样赋值会怎么样？

 

F<double, int> f3 = x => x + 1;

 

我们运行上面的代码，编译器会报如下两条错误：

（1）无法将类型“double”隐式转换为“int”。存在一个显式转换（是否缺少强制转换?）。

（2）无法将Lambda表达式转换为委托类型“F<double，int>”，原因是块中的某些返回类型不能隐式转换为委托返回类型。

其实产生一个编译期错误原因是，x给定的类型是double，x + 1的结果（类型为double）不能被隐式地转换为int。

20.5.3 类型推断

当在没有指定类型参数的情况下调用一个范型方法时，一个类型推断过程会去尝试为该调用推断类型参数。被作为参数传递给范型方法的Lambda表达式也会参与这个类型推断过程。

最先发生的类型推断独立于所有参数。在这个初始阶段，不会从作为参数的Lambda表达式推断出任何东西。然而，在初始阶段之后，将通过一个迭代过程从Lambda表达式进行推断。特别地，当下列条件之一为真时将会完成推断：

l         参数是一个Lambda表达式，以后简称为L，从其中未得到任何推断；

l         相应参数的类型，以后简称为P，是一个委托类型，其返回值类型包括了一个或多个方法类型参数；

l         P和L具有相同数量的参数，P中每个参数的修饰符与L中相应的参数一致，或者如果L具有隐式类型的参数列表时，没有参数修饰符；

l         P的参数类型不包含方法类型参数，或仅包含于已经推断出来的类型参数相兼容的一组类型参数；

l         如果L具有显式类型的参数列表，当推断出来的类型被P中的方法类型参数取代了时，P中的每个参数应该具有和L中相应参数一致的类型。

l         如果L具有隐式类型的参数列表，当推断出来的类型被P中的方法类型参数取代了并且作为结果的参数类型赋给了L时，L的表达式体必须是一个有效的表达式或语句块。

l         可以为L推断一个返回值类型。

 

对于每一个这样的参数，都是通过关联P的返回值类型和从L推断出的返回值类型来从其上进行推断的，并且新的推断将被添加到累积的推断集合中。这个过程一直重复，直到无法进行更多的推断为止。

在类型推断和重载抉择中，Lambda表达式L的“推断出来的返回值类型”通过以下步骤进行检测：

l         如果L的表达式体是一个表达式，则该表达式的类型就是L的推断出来的返回值类型。

l         如果L的表达式体是一个语句块，若由该块中的return语句中的表达式的类型形成的集合中恰好包含一个类型，使得该集合中的每个类型都能隐式地转换为该类型，并且该类型不是一个空类型，则该类型即是L的推断出来的返回值类型。

l         除此之外，无法从L推断出一个返回值类型。

 

作为包含了Lambda表达式的类型推断的例子，请考虑System.Query.Sequence类中声明的Select扩展方法：

 

namespace System.Query

    {

        public static class Sequence

        {

            public static IEnumerable<S> Select<T, S>(

                this IEnumerable<T> source,

                Func<T, S> selector)

            {

                foreach (T element in source) yield return selector(element);

            }

        }

    }