Lambda 表达式和匿名函数是 C# 开发中的基本功能，为我们提供了简洁灵活的代码构造。在这篇文章中，我将讨论 lambda 表达式的基础知识，包括它们的语法、使用场景、最新的 C# 12 功能和其他一些高级功能。

Lambda 表达式基础知识

表达式 lambda

表达式 lambda 遵循一个简单的模式：（input-parameters） => expression。例如，（x） => x * x 将输入值 x 平方。这些 lambda 通常用于各种方案，例如 LINQ 查询、使用 Task.Run（） 进行任务计划以及异步编程。

LINQ 查询

// List of integers  
List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };  
  
// Using a lambda expression in a LINQ query to filter even numbers  
var evenNumbers = numbers.Where(x => x % 2 == 0);  
  
// Output the result  
foreach (var number in evenNumbers)  
{  
    Console.WriteLine(number);  
}

Lambda 表达式用于从列表中筛选偶数。(x => x % 2 == 0)

任务调度Task.Run()

// Using Task.Run with an expression lambda to execute a task asynchronously  
Task.Run(() => {  
    // Perform some time-consuming operation  
    for (int i = 0; i < 5; i++)  
    {  
        Console.WriteLine($"Task is running: {i}");  
        Thread.Sleep(1000); // Simulate some work  
    }  
});

在 的任务调度中，表达式 lambda 用于定义异步运行的代码块。Task.Run()

语句 lambdas

相比之下，语句 lambda 将它们的身体包裹在大括号内：

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

它们为更复杂的逻辑和执行多个语句提供了一个平台。与表达式 lambda 不同，它们在处理控制流和变量范围方面提供了更大的灵活性。例如，请考虑以下事项：

Action<string> greet = name => {  
    string greeting = $"Hello {name}!";  
    Console.WriteLine(greeting);  
};  
  
greet("Niraj");

在这里，lambda greet 接受一个字符串参数，使用该参数构造一个问候消息，然后将其打印到控制台。

Lambda 表达式的输入参数

单一输入参数

Lambda 表达式可以具有单个或多个输入参数。在处理单个输入参数时，语法简洁明了，并为声明提供了可选的括号，从而实现了灵活性和可读性。

可以声明单个参数，也可以不带括号：或 。虽然括号是可选的，但它们有助于提高代码的清晰度和组织性。x => x x(x) => x x

多个输入参数

多个参数之间用逗号分隔：。- 显式和隐式类型推断提高了代码的清晰度。(x, y) => x + y

Func<int, int, bool> testForEquality = (x, y) => x == y;

这行简单的代码声明了一个名为 的委托，该委托表示一个函数，该函数采用两个整数参数并返回一个布尔值。该表达式定义了一个匿名函数，如果第一个参数等于第二个参数，则返回该函数，否则返回。testForEquality(x, y) => x == ytruexyfalse

委托类型和转换

Lambda 表达式可以转换为 Action 和 Func 等委托类型，从而有助于创建动态和简洁的代码结构。

// Lambda expression converted to Action delegate  
Action<int> printNumber = x => Console.WriteLine(x);  
printNumber(10); // Output: 10  
  
// Lambda expression converted to Func delegate  
Func<int, int, int> addNumbers = (x, y) => x + y;  
int result = addNumbers(5, 3); // result = 8

Action 委托用于具有 void 返回类型的方法，而 Func 委托则用于返回非 void 值的方法。例如，该表达式举例说明了名为 的 Func 委托的创建，该委托计算其整数参数的平方。Func<int, int> square = x => x * x;square

Action 和 Func 委托类型示例：

// Action delegate example (void return type)  
Action<string> greet = name => Console.WriteLine($"Hello, {name}!");  
greet("John"); // Output: Hello, John!  
  
// Func delegate example (non-void return type)  
Func<int, int> square = x => x * x;  
int squaredValue = square(5); // squaredValue = 25

示例演示：

// Asynchronous programming with lambda expressions  
Task.Run(() => {  
    // Simulate a time-consuming operation  
    Thread.Sleep(2000);  
    Console.WriteLine("Asynchronous task completed!");  
});  
  
// LINQ query using lambda expressions  
List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };  
var evenNumbers = numbers.Where(x => x % 2 == 0);  
foreach (var number in evenNumbers) {  
    Console.WriteLine(number);  
}

Lambda 表达式和元组

要定义元组，只需将其组件的逗号分隔列表括在括号内即可。例如，考虑下面的示例，其中具有三个组件的元组用于将数字序列传达到 lambda 表达式。然后，lambda 将每个值加倍，并返回一个包含相应结果的元组。

Func<(int, int, int), (int, int, int)> doubleThem = ns => (2 * ns.Item1, 2 * ns.Item2, 2 * ns.Item3);  
var numbers = (2, 3, 4);  
var doubledNumbers = doubleThem(numbers);  
Console.WriteLine($"The set {numbers} doubled: {doubledNumbers}");  
// Output:  
// The set (2, 3, 4) doubled: (4, 6, 8)

此代码块演示了一个名为 lambda 表达式的用法 ，该表达式将一个元组 作为输入并返回另一个元组。lambda 表达式使用参数将输入元组的每个分量乘以 2 。然后，它构造并返回一个具有双倍值的新元组。在此示例中， 带有值_的元组_将传递给 lambda 表达式，而生成的加倍元组将存储在 中。doubleThem(int, int, int)(int, int, int)nsnumbers(2, 3, 4)doubledNumbers

默认情况下，元组字段被命名为 Item1、Item2 等。但是，可以定义具有命名组件的元组以提高清晰度，如后续示例中所示。

Func<(int n1, int n2, int n3), (int, int, int)> doubleThem = ns => (2 * ns.n1, 2 * ns.n2, 2 * ns.n3);  
var numbers = (2, 3, 4);  
var doubledNumbers = doubleThem(numbers);  
Console.WriteLine($"The set {numbers} doubled: {doubledNumbers}");

此块详细说明了 C# 中元组组件的命名约定。它定义了另一个 lambda 表达式 ，该表达式将具有_命名组件的元组_作为输入。与前面的示例类似，lambda 表达式使用参数将输入元组的每个命名分量加倍 2 。然后，它构造并返回一个具有双倍值的新元组。doubleThem(int n1, int n2, int n3)ns

错误处理和最佳实践

使用 Lambda 表达式进行错误处理

使用 lambda 表达式时，请务必了解错误处理中的潜在陷阱。常见问题包括 null 引用异常和不正确的参数类型。

// Example of error handling in a lambda expression  
Func<int, int> divideByZeroSafe = divisor =>  
{  
    try  
    {  
        return 10 / divisor;  
    }  
    catch (DivideByZeroException ex)  
    {  
        // Handle divide by zero error  
        Console.WriteLine($"Error: {ex.Message}");  
        return 0;  
    }  
};  
  
// Invoke the lambda expression  
int result = divideByZeroSafe(0); // Output: Error: Attempted to divide by zero.

在此示例中，lambda 表达式尝试执行除法运算，但通过捕获它并返回默认值来处理 。divideByZeroSafeDivideByZeroException

编写 Lambda 表达式的最佳实践

请考虑以下准则，

  • 保持 lambda 表达式简洁明了且富有表现力。
  • 避免过于复杂或令人费解的语法。
  • 通过最大限度地减少不必要的分配和计算开销来优化性能。
  • 优先考虑可读性和代码可维护性。

使用 Lambda 表达式的优点

  • 简洁：与传统方法相比，Lambda 表达式允许紧凑和简洁的代码。
  • 可读性：它们更清楚地表达了程序员的意图，使代码更易于理解。
  • 灵活性： Lambda 表达式可以作为数据传递，从而在程序中实现动态行为。
  • 改进的 API 设计：Lambda 表达式有助于创建直观且功能强大的 API。
  • 函数式编程： 它们支持函数式编程范式，如高阶函数和函数组合。
  • 并发和异步编程：Lambda 表达式简化了定义异步操作的语法，有助于开发并发和可扩展的应用程序。

C# 12 的新功能

Lambda 表达式现在可以具有默认参数，从而增强了其灵活性。

var IncrementBy = (int source, int increment = 1) => source + increment;  
  
Console.WriteLine(IncrementBy(5)); // 6  
Console.WriteLine(IncrementBy(5, 2)); // 7

我们还可以声明带有数组作为参数的 lambda 表达式。params

var arraySum = (params int[] nums) => nums.Sum();  
int[] array1 = { 2, 3, 4, 5 };  
Console.WriteLine(arraySum(2, 3, 4, 5));

lambda 表达式和匿名函数就像方便的快捷方式，使我们的代码更短、更易于理解。我鼓励你继续探索它们在不同情况下是如何工作的。

最后修改：2024 年 08 月 03 日
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