C#Lambda与表达式树

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介绍　　

Lambda 表达式是一种可用于创建委托或表达式目录树类型的匿名函数，但是比匿名函数更简洁。

通过使用 lambda 表达式，可以写入可作为参数传递或作为函数调用值返回的本地函数。 Lambda 表达式对于编写 LINQ 查询表达式特别有用。

Lambda表达式本身可划分为两种类型：语句Lambda和表达式Lambda。

若要创建 Lambda 表达式，需要在 Lambda 运算符 => （goes to）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。

格式

(input parameters) => expression

或者

(input parameters) => {statement;}

左边参数列表可以有多个参数，一个参数，或者无参数；参数类型可以隐式或者显式，参数类型可以忽略，因为可以根据使用的上下文进行推断而得到。

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。

例如：
                (x, y) => x * y                              //多参数，隐式类型=> 表达式
                x => x * 10                                  //单参数，隐式类型=>表达式
                x => { return x * 10; }                   //单参数，隐式类型=>语句块
                (int x) => x * 10                           //单参数，显式类型=>表达式
                (int x) => { return x * 10; }            //单参数，显式类型=>语句块
                () => Console.WriteLine()                //无参数

例如，lambda 表达式 x => x * x 指定名为 x 的参数并返回 x 的平方值。

Lambda表达式与委托类型

如下面的示例所示，你可以将此表达式分配给委托类型：

delegate int del(int i); 
static void Main(string[] args) 
{ 
    del myDelegate = x => x * x; 
    int j = myDelegate(5); //j = 25 
}

=> 运算符具有与赋值运算符 (=) 相同的优先级并且是右结合运算

使用 Lambda 表达式创建该委托最为方便。

Lambda表达式可以被转成委托类型，但必须满足以下几点：
1.两者参数个数相同
2.参数类型相同，注意隐式类型要参与类型辨析
3.委托的返回类型要与Lambda的相同，不论是表达式还是语句块

Lambda与匿名函数的对比：

public delegate int DelegateTest(int n1, int n2);
        static void Main(string[] args)
        {
            //委托：方法作为参数传递
            var r1 = Result(3, 4, Sum);  
            //使用匿名方法传递委托
            var r4 = Result(3,4,delegate(int x,int y){return x+y;});
            //语句lambda传递委托
            var r2 = Result(3, 4, (a, b) => { return a - b; }); 
            //lambda传递委托
            var r3 = Result(3, 4, (a, b) => a * b); 
            Console.ReadLine();
        }
        public static int Result(int a, int b, DelegateTest @delegate)
        {
            return @delegate(a, b);
        }
        public static int Sum(int a, int b)
        {
            return a + b;
        }

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Func和Lambda

更加简化了代码量，此时就不用像上面一样就行声明委托直接可以用

public static void LambdaFunc()
        {
            Func<string, string, string> getFunc = (p1, p2) =>
            {
                return p1 + "    " + p2;
            };
          Console.WriteLine(getFunc("我是第一个参数","我是第二个参数"));
        }

Linq和Lambda

　　　//获取所有的用户ID

List<string> gidList = Users.Select(p => p.Gid).ToList();

//获取所有大于6的集合

aaList = retList.Where(p => p > 6).ToList();

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 += 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);
    }
}

View Code

Lambda表达式的内部机制

Lambda表达式并非CLR内部的固有构造，它们的实现是由C#编译器在编译时生成的。Lambda表达式为“以内嵌方式声明委托”模式提供一个对应的C#与语言构造。所以，当我们编写lambda时，编译器实际上会生成一系列代码，就以上面的代码为例，通过反编译工具查看生成的等价代码：

Main方法中使用lambda表达式传递委托，编译后生成的是匿名函数。这也证明了上面说的lambda其实就是简化了的匿名函数。

再来看看上面的匿名方法 delegate(int x,int y){return x+y;}和lambad表达式(a, b) => { return a - b; }、(a, b) => a * b)，编译后实际生成了3个静态方法 <Main>b_0,<Main>b_1和<Main>b_2，也就是说，在调用的时候还是由这3个静态方法去分别实例化成委托，并作为参数传递的，又回到了最初对委托的了解：委托实现把方法作为参数传入到另一个方法。

表达式树

表达式树是一种允许将lambda表达式表示为树状数据结构而不是可执行逻辑的代码。

在C#中是Expression来定义的，它是一种语法树，或者说是一种数据结构。其主要用于存储需要计算、运算的一种结构，它只提供存储功能，不进行运算。通常Expression是配合Lambda一起使用，lambda可以是匿名方法。

表达式树的创建：

1.通过Lambda表达式创建表达式树

下面的代码演示将lambda表达式表示为可执行代码和表达式树：

   Func<int, int> res = x => x + 1;               //Code 
   Expression<Func<int, int>> exp = x => x + 1;   //Data

进行上面的赋值之后，委托res引用返回x+1的方法，表达式树exp引用描述表达式x=>x+1的数据结构，这是两者的明显区别。

2.通过API创建表达式树

要使用API创建表达式树，需要使用Expression类。该类提供创建特定类型的表达式树节点的静态方法，例如：ParameterExpression(表示一个变量或参数)或MethodCallExpression(表示一个方法调用)。下面演示使用API创建一个表达式树：

static void Main(string[] args)
        {//创建表达式树：Expression<Func<int, int>> exp = x => x + 1;
            ParameterExpression param = Expression.Parameter(typeof(int),"x");
            ConstantExpression value = Expression.Constant(1, typeof(int));
            BinaryExpression body = Expression.Add(param, value);
            Expression<Func<int, int>> lambdatree = Expression.Lambda<Func<int, int>>(body, param);
            Console.WriteLine("参数param：{0}", param);
            Console.WriteLine("描述body：{0}", body);
            Console.WriteLine("表达式树：{0}", lambdatree);

            //解析表达式树：
            //取得表达式树的参数
            ParameterExpression dparam = lambdatree.Parameters[0] as ParameterExpression;
            //取得表达式树描述
            BinaryExpression dbody = lambdatree.Body as BinaryExpression;
            //取得节点
            ParameterExpression left = dbody.Left as ParameterExpression;
            ConstantExpression right = body.Right as ConstantExpression;
            Console.WriteLine("解析出的表达式：{0}=>{1} {2} {3}", param.Name, left.Name, body.NodeType, right.Value);
            Console.ReadLine();
        }