C#中Lambda表达式与=＞运算符

本文仅作为参考大佬们文章的总结。

Lambda表达式是C#中一种强大的语法特性，它极大地简化了匿名方法的编写，使代码更加简洁和富有表现力。

一、Lambda表达式基础概念

1. 基本定义

Lambda表达式是C#中一种简洁的表示匿名函数的方法，它使用=>运算符（称为lambda运算符）将参数列表与表达式或语句块分隔开。Lambda表达式主要用于LINQ查询、事件处理程序、回调函数等场景，使得代码更加简洁和易于阅读。

Lambda表达式的基本语法形式如下：

(input-parameters) => expression-or-statement-block

其中：

• input-parameters：参数列表，可以为空或包含多个参数

• =>：lambda运算符，分隔参数列表和方法体

• expression-or-statement-block：可以是一个表达式（当Lambda返回值时）或者是一个语句块（当Lambda是一个复杂方法时）

2. 与匿名方法的比较

Lambda表达式和匿名方法都是用来表示没有名称的方法，但Lambda表达式具有更简洁的语法和更强的灵活性。

​​匿名方法示例​​：

Func add = delegate(int x, int y) { return x + y; };
Console.WriteLine(add(3, 4)); // 输出7

​​Lambda表达式示例​​：

Func add = (x, y) => x + y;
Console.WriteLine(add(3, 4)); // 输出7

如上所示，Lambda表达式更加简洁，尤其在处理简单的逻辑时，能够大大减少代码的冗余。

二、Lambda表达式语法详解

1. 无参数的Lambda表达式

如果Lambda表达式不需要参数，可以使用空括号()表示：

Action sayHello = () => Console.WriteLine("Hello, World!");
sayHello(); // 输出"Hello, World!"

不返回值的委托类型（即返回类型是void）。

Lambda表达式() => Console.WriteLine("Hello, World!")相当于一个没有参数、执行Console.WriteLine("Hello, World!")的方法。

2. 带参数的Lambda表达式

单个参数

如果只有一个参数，可以省略括号：

Func square = x => x * x;
int result = square(5); // result = 25
Console.WriteLine(result); // 输出25

多个参数

多个参数需要用逗号分隔并放在括号内：

Func isSumEven = (x, y) => (x + y) % 2 == 0;
bool even = isSumEven(3, 5); // even = True
Console.WriteLine(even); // 输出True

3. 表达式Lambda与语句Lambda

根据Lambda表达式主体的复杂度，可以分为两种形式：

表达式Lambda

如果Lambda表达式只包含一个表达式，可以使用表达式Lambda：

// 定义一个接收两个整数并返回它们之和的Lambda表达式
Func add = (x, y) => x + y;
int result = add(3, 5); 
Console.WriteLine(result); // 输出8

语句Lambda

如果Lambda表达式包含多个语句，可以使用语句Lambda：

// 定义一个接收一个整数并打印其平方的Lambda表达式
Action printSquare = (x) => 
{ 
    int square = x * x; 
    Console.WriteLine($"The square of {x} is {square}"); 
};
printSquare(4); // 输出"The square of 4 is 16"

三、Lambda表达式的高级特性

1. 捕获外部变量（闭包）

Lambda表达式能够访问其所在作用域中的外部变量，这一特性称为"闭包"。

Lambda表达式在执行时会创建一个闭包，捕获并保留外部变量的引用。

int factor = 2;
Func multiply = x => x * factor;
Console.WriteLine(multiply(5)); // 输出10

factor = 3; // 修改外部变量
Console.WriteLine(multiply(5)); // 输出15

在这个例子中，Lambda表达式x => x * factor捕获了外部变量factor，并且会使用该变量在执行时的最新值。

2. 类型推断

在Lambda表达式中，C#编译器通常可以自动推断参数的类型，因此不必明确指定参数类型，除非需要明确指定。

Func add = (a, b) => a + b; // 类型推断

编译器推断a和b为int类型，因为Func指定了参数类型。如果需要明确指定类型，可以写成：

Func add = (int a, int b) => a + b;

3. 与委托的关系

Lambda表达式通常用来创建委托或表达式树。委托是一种类型安全的函数指针，用于引用方法。Lambda表达式可以直接赋值给委托。

// 定义一个委托类型
delegate int Operation(int x, int y);

// 使用Lambda表达式来创建委托实例
Operation multiply = (x, y) => x * y;
int product = multiply(3, 4); // product = 12
Console.WriteLine(product);

四、Lambda表达式的应用场景

1. LINQ查询

Lambda表达式在LINQ查询中扮演着非常重要的角色。在LINQ中，我们使用Lambda表达式来指定查询的条件、排序规则、投影等。

筛选数据

List numbers = new List { 1, 5, 12, 18, 7, 2 };
var result = numbers.Where(x => x > 10).ToList();
foreach (var number in result)
{
    Console.WriteLine(number); // 输出12, 18
}

在这段代码中，Where方法接受了一个Lambda表达式x => x > 10，它表示过滤出所有大于10的数字。

数据转换

Lambda表达式也可以用于数据转换，比如对每个元素进行平方操作：

List numbers = new List { 1, 5, 12, 18, 7, 2 };

var result = numbers.Select(x => x * x).ToList();
foreach (var number in result)
{
    Console.WriteLine(number); // 输出1, 25, 144, 324, 49, 4
}

排序和分组

Lambda表达式还可以用于排序和分组操作：

var sortedNumbers = numbers.OrderBy(x => x).ToList();
var groupedNumbers = numbers.GroupBy(x => x % 2 == 0 ? "Even" : "Odd").ToList();

2. 事件处理

Lambda表达式在事件处理中也得到了广泛应用。例如，给按钮点击事件添加处理器：

button.Click += (sender, e) => { Console.WriteLine("Button clicked!"); };

这种方式使得代码更加简洁，不需要额外定义事件处理方法1。

3. 集合操作

Lambda表达式常用于集合的各种操作，如ForEach、Find、RemoveAll等：

List names = new List { "Alice", "Bob", "Charlie" };
names.ForEach(name => Console.WriteLine(name)); // 输出所有名字

// 查找特定条件的元素
string result = names.Find(name => name.Length > 4); // "Charlie"

五、表达式主体定义与Lambda表达式的区别

C#中的=>符号不仅用于Lambda表达式，还用于表达式主体定义（Expression-bodied members），这是两种不同的语法特性。

1. 表达式主体定义

表达式主体定义是C# 6.0引入的语法糖，用于简化属性、方法等的定义：

// 传统属性定义
public CurrentUser CurrentUser
{
    get { return new CurrentUser(3); }
}

// 表达式主体定义
public CurrentUser CurrentUser => new CurrentUser(3);

2. 与方法表达式主体的区别

// 传统方法定义
public int Add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

// 表达式主体方法
public int Add(int a, int b) => a + b;

表达式主体定义有一些限制：

• 不能包含控制流语句（如if、switch、for、while等）

• 不能是void返回类型（对于方法）

• 主要用于简单的单行表达式实现

六、注意事项

1. 何时使用Lambda表达式

• ​​简单操作​​：当需要简单的数据转换、筛选或操作时

• ​​LINQ查询​​：在LINQ查询中定义条件、投影或排序规则

• ​​事件处理​​：为事件添加简单的处理逻辑

• ​​回调函数​​：需要传递简单函数作为参数时

2. 何时避免Lambda表达式

• ​​复杂逻辑​​：当函数体过于复杂时，考虑使用命名方法

• ​​需要重用的代码​​：如果逻辑需要在多个地方使用，定义命名方法更合适

• ​​调试困难​​：过于复杂的Lambda表达式可能难以调试

3. 性能考虑

• Lambda表达式通常比匿名方法更快，因为它们不需要额外的委托实例化步骤

• 但频繁创建Lambda表达式可能会导致内存压力，特别是在循环中

• 对于性能敏感的代码，可以考虑缓存委托实例

4. 可读性建议

• 保持Lambda表达式简短

• 对于复杂逻辑，考虑使用语句Lambda或提取为命名方法

• 为参数使用有意义的名称，即使类型可以推断

七、总结

C#中的Lambda表达式是一种强大而灵活的工具，它通过简洁的语法实现了匿名函数的定义。主要特点包括：

1. ​​简洁语法​​：使用=>运算符，比匿名方法更简洁

2. ​​灵活性​​：支持从简单表达式到复杂语句块的各种形式

3. ​​闭包支持​​：可以捕获和使用外部变量

4. ​​类型推断​​：在大多数情况下不需要显式声明参数类型

5. ​​广泛应用​​：特别适合LINQ查询、事件处理和集合操作

参考：

1. C# lambda表达式 匿名函数
2. 【C#】lambda ， lambda 表达式语法
3. 深入解析 C# Lambda 表达式
4. c# Lambda 表达式详解
5. C# lambda表达式语法简介
6. C#中的lambda表达式和匿名方法有什么区别