C# Lambda表达式

C# Lambda表达式简介

Lambda表达式是C#语言中一种函数式编程的特性，它的主要作用是简化代码和提高代码的可读性。在使用Lambda表达式时，可以通过其内联特性来实现编写更加简洁的代码。下面将分别介绍Lambda表达式的语法和内联特性。

Lambda表达式是一种匿名函数，它可以快速创建简单的委托或表达式树。在C#中，Lambda表达式通常用于替代匿名方法。Lambda表达式通常以箭头“=>”分隔左侧的输入和右侧的输出。

Lambda表达式的语法如下：
(parameter_list) => expression
或

 (parameter_list) => { statement_block } 
其中，parameter_list 是由一个或多个参数组成的逗号分隔列表，每个参数都包括类型和名称，可以为空，expression 或 statement_block 是Lambda表达式的主体，expression表示Lambda表达式的返回值，可以是一个常量、一个变量、一个表达式或者一个方法调用。statement_block表示一段代码块，它可以包含多个语句，多个语句使用大括号包裹。

例如，下面是一个简单的Lambda表达式，将两个整数相加并返回其结果：

(int x, int y) => x + y
该Lambda表达式接受两个int类型的参数x和y，并返回它们的和。

除此之外，Lambda表达式还支持使用var关键字来省略参数类型。例如：

(var x, var y) => x + y
Lambda表达式可以传递给许多.NET Framework方法，例如List<T>.Sort()，以用于自定义排序。

例如，假设我们有一个Student类，包括姓名和年龄属性：

public class Student
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}
我们可以使用Lambda表达式来创建一个自定义排序：

List<Student> students = new List<Student>();

// 添加学生到列表中

students.Sort((s1, s2) => s1.Age.CompareTo(s2.Age));

这个Lambda表达式使用s1和s2两个参数，分别代表Student类型的两个实例，然后比较它们的年龄属性并返回一个整数，这个整数指示s1和s2的相对顺序。通过这种方式，我们可以根据年龄对学生进行排序。

Lambda表达式的内联特性
在使用Lambda表达式时，其内联特性可以进一步简化代码。

内联特性是指，将Lambda表达式内嵌在其他代码中，在需要的地方直接内联使用，不需要定义一个命名的委托类型或者方法。这使得代码更加简洁、易于阅读和维护。例如，下面是一个使用Lambda表达式和内联特性的示例：

var numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
var evenNumbers = numbers.Where(n => n % 2 == 0);
该示例使用了Lambda表达式的Where方法来筛选出列表中的偶数。其中，Lambda表达式被内嵌在Where方法中，从而省略了foreach循环和if语句。这使得代码更加简洁，易于理解和维护。

Lambda表达式的内联特性不仅可以用于LINQ查询，还可以用于各种语句和表达式中。例如，下面是一个使用Lambda表达式和内联特性的示例：

Action<string> printMessage = message => Console.WriteLine(message);
printMessage("Hello, world!");
该示例定义了一个委托类型的变量printMessage，并将其初始化为一个Lambda表达式。该表达式接受一个string类型的参数message，并在控制台中打印该参数。在调用printMessage方法时，Lambda表达式被内联在该方法中，从而省略了方法的定义。这使得代码更加简洁，易于理解和维护。

Lambda表达式常用的方法
Where

Where方法是IEnumerable<T>接口的扩展方法，它筛选序列中满足指定条件的元素，返回满足条件的元素序列。Where方法接受一个Func<T, bool>类型的参数，表示用于筛选元素的条件表达式。

示例：

List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
var oddNumbers = numbers.Where(x => x % 2 != 0);
Select                                                                                                                                                                                                                                                          Select方法也是IEnumerable<T>接口的扩展方法，它将序列中的每个元素投影到新的形式，返回投影后的元素序列。Select方法接受一个Func<T, TResult>类型的参数，表示用于将元素投影到新形式的转换函数。                                                                                                示例：

List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
var squaredNumbers = numbers.Select(x => x * x);
OrderBy                                                                                                                                                                                                                                                                            OrderBy方法是IEnumerable<T>接口的扩展方法，它按照指定的键对序列中的元素进行排序。OrderBy方法接受一个Func<T, TKey>类型的参数，表示用于从元素中提取键的转换函数。                                                                                                                                        示例：

List<string> words = new List<string> { "apple", "banana", "cherry", "date" };
var sortedWords = words.OrderBy(x => x.Length);
GroupBy                                                                                                                                                                                                                                                                                       GroupBy方法是IEnumerable<T>接口的扩展方法，它根据指定的键对序列中的元素进行分组。GroupBy方法接受一个Func<T, TKey>类型的参数，表示用于从元素中提取键的转换函数。                                                                                                                                        示例：  
List<string> words = new List<string> { "apple", "banana", "cherry", "date" };
var groupedWords = words.GroupBy(x => x[0]);
Aggregate                                                                                                                                                                                                                                                                                     Aggregate方法是IEnumerable<T>接口的扩展方法，它将序列中的元素按照指定的函数进行聚合。Aggregate方法接受两个参数，第一个参数是一个初始值，第二个参数是一个Func<TAccumulate, TSource, TAccumulate>类型的参数，表示用于将元素聚合到初始值中的函数。                                                                                                                                  
示例：

List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
var sum = numbers.Aggregate(0, (acc, x) => acc + x);
除了常用的方法，Lambda表达式还有一些高级用法，例如：

自执行Lambda表达式                                                                                                                                    
 有时候我们需要直接在定义Lambda表达式的时候就立即执行它，这时候就可以使用自执行Lambda表达式。它的语法如下：

(() => { /* Lambda表达式体 */ })(); // 注意括号的位置
示例：

(() => Console.WriteLine("Hello, World!"))();
输出：

Hello, World!
条件Lambda表达式                                                                                                                条件Lambda表达式允许我们在Lambda表达式中使用条件语句。它的语法如下：
(condition) ? (true_expression) : (false_expression)
示例：

int x = 5;
Console.WriteLine(x > 3 ? "x is greater than 3" : "x is not greater than 3");
输出：

x is greater than 3
Lambda表达式中的闭包                                                                                                            闭包是指一个函数能够访问并操作在它的外部作用域中定义的变量。在Lambda表达式中，可以使用闭包来访问外部作用域中的变量。示例：
int x = 5;
Func<int, int> add = y => x + y;
Console.WriteLine(add(3));
输出：
8
在这个例子中，Lambda表达式访问了外部作用域中的变量 x。在执行 add(3) 的时候，Lambda表达式中的 x 的值为 5，因此 add(3) 的结果为 8。                                       
Lambda表达式还可以应用在LINQ（Language-Integrated Query）中，用于查询数据和进行集合操作。

比如，可以使用Lambda表达式对一个整型数组进行筛选：

int[] numbers = { 2, 3, 4, 5, 6 };
var evenNumbers = numbers.Where(x => x % 2 == 0);
foreach (var number in evenNumbers)
{
    Console.WriteLine(number);
}
上述代码中，Where方法接受一个Lambda表达式作为参数，用于筛选出偶数。最终输出结果为：

2
4
6
除了Where方法，还有其他很多方法可以使用Lambda表达式进行集合操作，例如Select、OrderBy、GroupBy等等。这些方法的使用方式都类似于Where方法，都接受一个Lambda表达式作为参数。

Lambda表达式还可以用于创建委托，例如：

Func<int, int> square = x => x * x;
Console.WriteLine(square(5));  // 输出 25
上述代码中，Func委托接受一个整型参数并返回一个整型结果，Lambda表达式用于定义委托的实现。在这里，Lambda表达式接受一个整型参数，并返回该整型参数的平方值。最终输出结果为25。

总之，Lambda表达式是C#语言中非常重要和实用的特性，可以方便地实现代码的简化和优化。