匿名函数，Lambda表达式，委托

C# 委托（Delegate）

C# 中的委托（Delegate）类似于 C 或 C++ 中函数的指针。委托（Delegate） 是存有对某个方法的引用的一种引用类型变量。引用可在运行时被改变。

委托（Delegate）特别用于实现事件和回调方法。所有的委托（Delegate）都派生自 System.Delegate 类。

声明委托（Delegate）

委托声明决定了可由该委托引用的方法。委托可指向一个与其具有相同标签的方法。

例如，假设有一个委托：

public delegate int MyDelegate (string s);

上面的委托可被用于引用任何一个带有一个单一的 string 参数的方法，并返回一个 int 类型变量。

声明委托的语法如下：

delegate <return type> <delegate-name> <parameter list>

实例化委托（Delegate）

一旦声明了委托类型，委托对象必须使用 new 关键字来创建，且与一个特定的方法有关。当创建委托时，传递到 new 语句的参数就像方法调用一样书写，但是不带有参数。例如：

public delegate void printString(string s);
...
printString ps1 = new printString(WriteToScreen);
printString ps2 = new printString(WriteToFile);

下面的实例演示了委托的声明、实例化和使用，该委托可用于引用带有一个整型参数的方法，并返回一个整型值。

using System;

delegate int NumberChanger(int n);
namespace DelegateAppl
{
   class TestDelegate
   {
      static int num = 10;
      public static int AddNum(int p)
      {
         num += p;
         return num;
      }

      public static int MultNum(int q)
      {
         num *= q;
         return num;
      }
      public static int getNum()
      {
         return num;
      }

      static void Main(string[] args)
      {
         // 创建委托实例
         NumberChanger nc1 = new NumberChanger(AddNum);
         NumberChanger nc2 = new NumberChanger(MultNum);
         // 使用委托对象调用方法
         nc1(25);
         Console.WriteLine("Value of Num: {0}", getNum());
         nc2(5);
         Console.WriteLine("Value of Num: {0}", getNum());
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of Num: 35
Value of Num: 175

委托的多播（Multicasting of a Delegate）

委托对象可使用 "+" 运算符进行合并。一个合并委托调用它所合并的两个委托。只有相同类型的委托可被合并。"-" 运算符可用于从合并的委托中移除组件委托。

使用委托的这个有用的特点，您可以创建一个委托被调用时要调用的方法的调用列表。这被称为委托的 多播（multicasting），也叫组播。下面的程序演示了委托的多播：

using System;

delegate int NumberChanger(int n);
namespace DelegateAppl
{
   class TestDelegate
   {
      static int num = 10;
      public static int AddNum(int p)
      {
         num += p;
         return num;
      }

      public static int MultNum(int q)
      {
         num *= q;
         return num;
      }
      public static int getNum()
      {
         return num;
      }

      static void Main(string[] args)
      {
         // 创建委托实例
         NumberChanger nc;
         NumberChanger nc1 = new NumberChanger(AddNum);
         NumberChanger nc2 = new NumberChanger(MultNum);
         nc = nc1;
         nc += nc2;
         // 调用多播
         nc(5);
         Console.WriteLine("Value of Num: {0}", getNum());
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of Num: 75

委托（Delegate）的用途

下面的实例演示了委托的用法。委托 printString 可用于引用带有一个字符串作为输入的方法，并不返回任何东西。

我们使用这个委托来调用两个方法，第一个把字符串打印到控制台，第二个把字符串打印到文件：

using System;
using System.IO;

namespace DelegateAppl
{
   class PrintString
   {
      static FileStream fs;
      static StreamWriter sw;
      // 委托声明
      public delegate void printString(string s);

      // 该方法打印到控制台
      public static void WriteToScreen(string str)
      {
         Console.WriteLine("The String is: {0}", str);
      }
      // 该方法打印到文件
      public static void WriteToFile(string s)
      {
         fs = new FileStream("c:\\message.txt",
         FileMode.Append, FileAccess.Write);
         sw = new StreamWriter(fs);
         sw.WriteLine(s);
         sw.Flush();
         sw.Close();
         fs.Close();
      }
      // 该方法把委托作为参数，并使用它调用方法
      public static void sendString(printString ps)
      {
         ps("Hello World");
      }
      static void Main(string[] args)
      {
         printString ps1 = new printString(WriteToScreen);
         printString ps2 = new printString(WriteToFile);
         sendString(ps1);
         sendString(ps2);
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

The String is: Hello World

• 委托多播实例：例如小明叫小张买完车票，之后接着又让他带张电影票：

  // 小张类
  public class MrZhang
      {
      // 其实买车票的悲情人物是小张
      public static void BuyTicket()
      {
              Console.WriteLine("NND,每次都让我去买票，鸡人呀！");
      }
  
      public static void BuyMovieTicket()
      {
          Console.WriteLine("我去，自己泡妞，还要让我带电影票！");
      }
  }
  
  //小明类
  class MrMing
  {
      // 声明一个委托，其实就是个“命令”
      public delegate void BugTicketEventHandler();
  
      public static void Main(string[] args)
      {
          // 这里就是具体阐述这个命令是干什么的，本例是MrZhang.BuyTicket“小张买车票”
          BugTicketEventHandler myDelegate = new BugTicketEventHandler(MrZhang.BuyTicket);
  
          myDelegate += MrZhang.BuyMovieTicket;
          // 这时候委托被附上了具体的方法
          myDelegate();
          Console.ReadKey();
      }
  }

   

  定义一个委托，准备相应的调用方法。注意：定义一个委托相当于定义一个新类，所有可以定义类的地方都可以定义委托。下面的代码定义在入口所在的类下面。

  delegate double ProcessDelegate(double a, double b); // 定义一个委托。
  
  static double Multiply(double a, double b)
  { return a * b; }
  
  static double Divide(double a, double b)
  { return a / b; }
  
  static double Sum(double c, double d)
  { return c + d; }
  
  public static void Main(string[] args)
  {
      ProcessDelegete MyDelegate;
      MyDelegate =  Multiply;
  }

 

C# 匿名方法

我们已经提到过，委托是用于引用与其具有相同标签的方法。换句话说，您可以使用委托对象调用可由委托引用的方法。

匿名方法（Anonymous methods） 提供了一种传递代码块作为委托参数的技术。匿名方法是没有名称只有主体的方法。

在匿名方法中您不需要指定返回类型，它是从方法主体内的 return 语句推断的。

编写匿名方法的语法

匿名方法是通过使用 delegate 关键字创建委托实例来声明的。例如：

delegate void NumberChanger(int n);
...
NumberChanger nc = delegate(int x)
{
    Console.WriteLine("Anonymous Method: {0}", x);
};

代码块 Console.WriteLine("Anonymous Method: {0}", x); 是匿名方法的主体。

委托可以通过匿名方法调用，也可以通过命名方法调用，即，通过向委托对象传递方法参数。

例如：

nc(10);

实例

下面的实例演示了匿名方法的概念：

using System;

delegate void NumberChanger(int n);
namespace DelegateAppl
{
    class TestDelegate
    {
        static int num = 10;
        public static void AddNum(int p)
        {
            num += p;
            Console.WriteLine("Named Method: {0}", num);
        }

        public static void MultNum(int q)
        {
            num *= q;
            Console.WriteLine("Named Method: {0}", num);
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            // 使用匿名方法创建委托实例
            NumberChanger nc = delegate(int x)
            {
               Console.WriteLine("Anonymous Method: {0}", x);
            };
            
            // 使用匿名方法调用委托
            nc(10);

            // 使用命名方法实例化委托
            nc =  new NumberChanger(AddNum);
            
            // 使用命名方法调用委托
            nc(5);

            // 使用另一个命名方法实例化委托
            nc =  new NumberChanger(MultNum);
            
            // 使用命名方法调用委托
            nc(2);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Anonymous Method: 10
Named Method: 15
Named Method: 30

Lambda表达式

Lambda表达式

"Lambda表达式"是一个匿名函数，是一种高效的类似于函数式编程的表达式，Lambda简化了开发中需要编写的代码量。它可以包含表达式和语句，并且可用于创建委托或表达式目录树类型，支持带有可绑定到委托或表达式树的输入参数的内联表达式。所有Lambda表达式都使用Lambda运算符=>，该运算符读作"goes to"。Lambda运算符的左边是输入参数(如果有)，右边是表达式或语句块。Lambda表达式x => x * x读作"x goes to x times x"。可以将此表达式分配给委托类型，如下所示：

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

若要创建表达式目录树类型(后面会详细说明)：

 

using System.Linq.Expressions;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Expression<del> myET = x => x * x;
        }
    }
}

1、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 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。 括号内的两个或更多输入参数使用逗号加以分隔：

(x, y) => x == y

有时，编译器难以或无法推断输入类型。 如果出现这种情况，你可以按以下示例中所示方式显式指定类型：

(int x, string s) => s.Length > x

使用空括号指定零个输入参数：

() => SomeMethod()

2、语句Lambda

当lambda表达式中，有多个语句时，写成如下形式：

(input parameters) => {statement;}

例如：

delegate void TestDelegate(string s);
…
TestDelegate myDel = n => { string s = n + " " + "World"; Console.WriteLine(s); };
myDel("Hello");

看到这里，Lambda的基础知识就学完了，下面来讲解一下实际中是如何运用的，这里写了几个小例子：

            List<string> Citys= new List<string>()
            {
               "BeiJing",
               "ShangHai",
               "Tianjin",
               "GuangDong"
            };
            var result = Citys.First(c => c.Length > 7);

这个是大家熟悉的LINQ语句，如果没学过没关系，这里用的只是很简单的几个方法，相信大家都能看懂。

首先定义一个Citys集合，初始化有一些数据。然后调用LINQ的first方法，查询出来长度大于7的第一个结果，看到了吧，这里用的就是Lambda表达式，

如果我们自己写，还要写循环遍历集合，然后判断字符串长度是否大于7，起码要写四五行代码，而这里只要一行就够了，而且LINQ也要写很长。

这里用的是最简单的Lambda表达式，(input parameters) => expression的形式。

下面来看一下，如何自己定义和使用Lambda表达式，首先写下面一个函数：

    public void LambdaFun(string str,Func<string,string> func)
      {
         Console.WriteLine(func(str));
      }

这里用到了Func<T>委托，不懂的可以去百度查资料，这个方法什么都没有做，只是调用了委托方法，并将参数传递过去，下面来看一下使用方法：

   LambdaFun("BeiJing 2013", s => 
         {
            if (s.Contains("2013"))
            {
               s = s.Replace("2013", "2014");
            }
            return s;
         });

这里将传入字符串中的2013替换成为2014，当然还可以是将其他字符串替换城任何内容，或者是截取，连接等等，完全由我们传入的Lambda表达式决定，到了这里感觉到Lambda表达式的强大了吧。

lambda表达式树动态创建方法 

     static void Main(string[] args)
        {
            //i*j+w*x
            ParameterExpression a = Expression.Parameter(typeof(int),"i");   //创建一个表达式树中的参数，作为一个节点，这里是最下层的节点
            ParameterExpression b = Expression.Parameter(typeof(int),"j");
            BinaryExpression r1 = Expression.Multiply(a,b);    //这里i*j,生成表达式树中的一个节点，比上面节点高一级

            ParameterExpression c = Expression.Parameter(typeof(int), "w");
            ParameterExpression d = Expression.Parameter(typeof(int), "x");
            BinaryExpression r2 = Expression.Multiply(c, d);

            BinaryExpression result = Expression.Add(r1,r2);   //运算两个中级节点，产生终结点

            Expression<Func<int, int, int, int, int>> lambda = Expression.Lambda<Func<int, int, int, int, int>>(result,a,b,c,d);

            Console.WriteLine(lambda + "");   //输出‘(i,j,w,x)=>((i*j)+(w*x))’，z对应参数b，p对应参数a

            Func<int, int, int, int, int> f= lambda.Compile();  //将表达式树描述的lambda表达式，编译为可执行代码，并生成该lambda表达式的委托；

            Console.WriteLine(f(1, 1, 1, 1) + "");  //输出结果2
            Console.ReadKey();
        }

为了便于大家理解，这点代码构成的Lambda表达式树如下图：

其实Lambda表达式并不难，只有理解了其中的原理，还是很快可以上手的！