[深入学习C#] 匿名函数、委托和Lambda表达式

匿名函数

　　匿名函数（Anonymous Function）是表示“内联”方法定义的表达式。匿名函数本身及其内部没有值或者类型，但是可以转换为兼容的委托或者表达式树类型(了解详情)。匿名函数转换的计算取决于转换的目标类型：如果是委托类型，则转换计算为引用匿名函数所定义的方法的委托；如果是表达式树类型，则转换将计算以对象结构形式表示方法结构的表达式树。 
　　匿名函数有两种语法风格：Lambda表达式(lambda-expression)和匿名方法表达式(anonymous-method-expression)。在几乎所有的情况下，Lambda表达式都比匿名方法表达式更为简介具有表现力。但现在C#语言中仍保留了后者，为了向后兼容。 
　　Lambda表达式： 
　　　　async可选 (匿名的函数签名)=> (匿名的函数体) 
　　匿名方法表达式： 
　　　　async可选 delegate (显式的匿名函数签名) 可选{代码块}

　　其中匿名的函数签名可以包括两种，一种是隐式的匿名函数签名另一种是显式的匿名函数签名： 
　　　　隐式的函数签名：(p)、(p1,p1) 
　　　　显式的函数签名：(int p)、(int p1,int p2)、(ref int p1,out int p2) 
　　匿名的函数体可以是表达式或者代码块。

　　从上面我们可以看出，Lambda表达式的参数形式可以显式或者隐式类型化。在显式类型化参数列表中，每个参数的类型是显式声明的，在隐式类型化参数列表中，参数的类型是从匿名函数出现的上下文中推断出来的。 
　　当Lambda表达式只有一个具有隐式类型化参数的时候，参数列表可以省略圆括号，也就是说： 
　　(参数) => 表达式 
　　可以简写为 
　　参数 => 表达式

一些匿名函数的示例
　　x => x + 1 //隐式的类型化，函数体为表达式 
　　x => {return x + 1;} //隐式的类型化，函数体为代码块 
　　(int x) => x + 1 //显式的类型化，函数体为表达式 
　　(int x) => {return x + 1;} //显式的类型化，函数体为代码块 
　　(x , y) => x * y //多参数 
　　() => Console.WriteLine() //无参数 
　　async (t1 , t2) => await t1 + await t2 //异步 
　　delegate (int x) {return x + 1;} //匿名函数方法表达式 
　　delegate {return 1 + 1;} //参数列表省略 

Lambda表达式和匿名方法表达式的区别：

• 　　 当没有参数的时候，匿名方法表达式允许完全省略参数列表，从而可以转换为具有任意值参数列表的委托类型，Lambda表达式则不能省略参数列表的圆括号()。 
• 　　 Lambda表达式允许省略和推断类型参数，而匿名方法表达式要求显式声明参数类型。 
• 　　 Lambda表达式主体可以为表达式或者代码块，而匿名方法表达式的主体必须为代码块。 
• 　　 只有Lambda表达式可以兼容到表达式树类型。

委托

　　一个委托是一个指向一个方法的引用，或者说，一个委托的实例就是一个指向某个方法的对象，这是一个简单却十分强大的概念。 
　　C#中的委托是用来处理在其他语言中(如C++、Pascal等)需要用函数指针来处理的情况。不过与C++不同的是：委托是完全面向对象的；C++指针仅仅指向成员函数，而委托同时封装了对象的实例和方法；委托是完全类型安全的，只有当函数的签名与委托的签名匹配的时候，委托才可以指向该方法，当委托没有合法的指向方法的时候不能被调用。

　　一些关于委托的知识点： 
　　 
　　1.委托是类型安全的 
　　委托类型的返回类型必须为void或者输出安全，委托类型的所有形参类型都必须是输入安全的。 
　　 
　　2.委托类型是名称等效，不是结构等效 
　　也就是说，对于两个委托类型，即使它们具有相同的参数列表和返回类型，它们仍将被视为两个不同的委托类型。 
　　例如： 
　　delegate int A(int x); 
　　delegate int B(int x); 
　　A和B是两个不同的委托。 
　　 
　　但是，两个结构一样的委托，它们的实例可以指向同一个方法。 
　　 
　　3.委托的调用列表(多播委托) 
　　委托实例所封装的方法集合称为调用列表。 
　　当我们从某个方法创建一个委托实例的时候，该实例将封装此方法，该实例中的调用列表包含一个“入口点”。当我们组合多个非空的委托实例的时候，它们的调用列表将连接在一起形成一个新的调用列表，新的调用列表中包含了多个“入口点”。 
　　委托的组合是使用二元运算符 + 和 += 来进行的，同样可以使用 - 和 -= 来进行组合的移除。 
　　 
　　下面的示例演示多个委托的实例化及其相应的调用列表：

delegate void D(int x)
class
{
    public static void M1(int i){...}
    public static void M2(int i){...}
}
class Test
{
    static void Main()
    {
        D cd1 = new D(c.M1);            //M1
        D cd2 = new D(c.M2);            //M2
        D cd3 = cd1 + cd2;              //M1 + M2
        D cd4 = cd3 + cd1;              //M1 + M2 + M1
        D cd5 = cd4 + cd3;              //M1 + M2 + M1 + M2
    }
}

　　实例化cd1和cd2的时候，它们分别封装一个方。实例化cd3的时候，它调用的列表有两个方法M1和M2，而且顺序与此相同。cd4的调用列表中依次包含M1、M2、M1。最后，cd5的调用列表中依次包含M2、M1、M1、M2。 
　　 
　　4.委托的调用 
　　当调用一个委托实例的时候，将按照调用列表的顺序依次调用列表中的各个方法，当在调用期间发生异常，调用列表中排在后面的任何方法将不会被调用。

using System;
delegate void D(int x);
class C
{
    public static void M1(int i)
    {
        Console.WriteLine("C.M1:"+i);
    }

    public static void M2(int i)
    {
        Console.WriteLine("C.M1:"+i);
    }　　

    public  void M3(int i)
    {
        Console.WriteLine("C.M2:"+i);
    }
}

class Test
{
    static void Main()
    {
        D cd1 = new D(c.M1);            //M1
        cd1(-1);                        //调用cd1

        D cd2 = new D(c.M2);            //M2
        cd2(-2);                        //调用M2

        D cd3 = cd1 + cd2;              //M1 + M2
        cd3(10);                        //依次调用M1、M2

        cd3 += cd1;
        cd3(20);                        //依次调用M1、M2、M1

        C c = new C();
        D cd4 = new D(c.M3);            
        cd3 += cd4;
        cd3(30);                        //依次调用M1、M2、M1、M3

        cd3 -= cd1                      //移除最后一个M1
        cd3(40);                        //依次调用M1、M2、M3

        cd3 -= cd4;                     
        cd3(50);                        //依次调用M1、M2

        cd3 -= cd2
        cd3(60);                        //调用M1

        cd3 -= cd2                      //这是cd3的调用列表中没有cd2了，该移除不生效，不报错
        cd3(70);                        //调用M1

        cd3 -= cd1                      
        //      cd3(70);                //如果调用，将会报System.NullReferenceException异常
    }
}

Lambda表达式

自从C#3.0开始，就可以使用一种新语法把实现代码赋予委托：Lambda表达式。只要有委托参数类型的地方，就可以使用Lambda表达式。使用匿名方法的地方可以使用Lambda表达式来代替，例如：

Func< string,string > = delagate(string para)
{
    para += "Hello World!";
    return param;
}
　　可以写成
Func< string,string > = para=>
{
    para +="Hello World!";
    return para;
}

　　Lambda表达式运算符”=>”的左边列出了需要的参数，右边定义了赋予Lambda变量的方法的代码实现。 
　　我们注意到，无论何时，只要我们需要引入匿名方法，我们都需要在前面加上delegate关键字，而且参数列表都需要类型化。Lambda表达式提供了一种更为简洁和自然的语法，而且在C#更多高级的方面中都涉及广泛。简而言之，我们应该用Lambda表达式来替代匿名方法。 
　　例如：

public class Person
{
    string Name;
    int Age;
}

List<Person> personList = new List<Person>();

personList.Find(delegate(Person p){retrun p.Age==12;});
//可以写成
personList.Find(p=>p.Age==12);