C#中的委托,匿名方法和Lambda表達式

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簡介

　　在.NET中，委托，匿名方法和Lambda表達式很容易發生混淆。我想下面的代碼能證明這點。下面哪一個First會被編譯？哪一個會傳回我們需要的結果？即Customer.ID=5.答案是6個First不僅被編譯，并都獲得正确答案，且他們的結果一樣。如果你對此感到困惑，那麼請繼續看這篇文章。

什麼是委托？

　　現在你定義一個處理使用者訂單的購物車ShoppingCart類。管理層決定根據數量，價格等給客人折扣。做為其中的一部分，他們已經實作了處理訂單時你要考慮一方面。不用考慮過多，你簡單聲明一個變量來儲存有“吸引力的折扣”(magicDisCount)，然後實作邏輯。

　　第二天，異想天開的管理層決定根據購買時間調整折扣。這個很簡單，但需要你改動一點代碼。

　　接下來一段時間裡，管理層又反複添加更多的折扣邏輯。這時你就會在心理抱怨“受夠了”。那麼我該怎麼做才能把這些無聊的邏輯從我的代碼中剝離出去，讓該處理的人去處理呢？這時你要做的是移交或者委派給相應職能的别人。幸運的是，.NET為此提供了一種叫做“委托”的機制。

委托

　　如果你有C/C++程式設計背景，描述委托最好的方法是“函數指針”。對所有人來說，可以認為把委托傳遞給方法與把值或對象傳遞給方法一樣。比如下面三行代碼就表現出一樣的基本原則：你在傳遞資料給Process處理而不是你自己使用。

　　DiscountDelegate是什麼？我如何建立？Process方法如何使用？首先如同聲明一個類一樣，聲明一個委托類型。

　　這句話的意思是我們有一個叫DiscountDelegate的委托類型，我們可以像使用類，結構體等一樣使用它。它不需要資料參數，但傳回一個整數值。像類一樣，我們必須建立一個它的執行個體它才有意義。記住，建立一個委托執行個體實質上是建立一個方法的引用。建立執行個體時關鍵是要明白DiscountDelegate沒有任何構造器，它有一個隐式的構造函數來構造一個與它相同簽名的方法(沒有傳入參數，傳回一個整數)。那你怎麼給這個構造函數一個方法呢？.NET向你提供了一個向它名字一樣簡單的方法，你所做的隻是忽略圓括号。      

　　在深入之前，先回到開始的例子，整理一個代碼。我們會添加一個Calculator類來幫助我們處理折扣邏輯，并給我們的委托提供一些方法。
        

　　正如你所見，在Calculator類中，我們為每個邏輯分支建立了一個方法。在Main方法中，我們建立一個Calculator執行個體和一個DiscountDelegate執行個體，并按照我們所期望的把它們整合在一起。

　　太棒了，我們不用擔心Process方法中的邏輯了，我們隻需要簡單得回調我們定義的委托。記住！我們不關心委托是如何建立的(或什麼時間)，我們就像調用其他方法一樣調用它。如你所見，另一種了解委托的方法是，它延遲執行一個方法。Calculator方法在過去某個時間本選擇，但不會執行，直到我們調用discount()的時候。現在看看我們的解決方案，這裡仍然存在一些醜陋的代碼。在Calculator類中，我們可以用一個不同的方法來傳回替代每個有傳回值得方法嗎？答案是肯定的，讓我們把這些亂糟糟的代碼合并起來。

　　這樣子看起來更好點。你會注意到我們用一個靜态的Calculate方法替換了所有原來的方法，在Main方法中也不用費心維護一個指向DiscountDelegate的引用。現在你明白了所有關于委托的東西了嗎？在2004年.NET1.1中可以這麼說，但是很不幸的是，這種架構自那以後更加成熟了。

燈光，鏡頭，開始 或者我們需要Func!

　　微軟在.NET 2.0中引入了泛型，并提供了一個泛型委托:Action<T>。老實說，我認為它遠不夠用。後來在.NET 3.5中，它為我們提供了一些我們不想定義的通用委托。他們擴充了Action，并添加了Func，二者唯一差別在于Func型方法有一個傳回值而Action型方法沒有。

　　這意味着我們不需要聲明自己的DiscountDelegate，可以用Func<int>替代。為說明這些觀點是如何工作的，我們來假設管理層又一次改變了我們的邏輯，我們需要提供一些特殊的折扣。很簡單，我們将給Calculate方法傳入一個bool型值。

　　現在我們的委托簽名變成Func<bool,int>。注意Calculate方法現在包含一個bool型參數，我們用一個bool值調用discount()。

　　好像還算不錯，我們又省了一行代碼，這樣算結束了嗎？當然沒有，我們甚至能省掉類型判斷。隻要我們傳遞的方法有嚴格簽名的委托，.NET允許我們完全忽略掉顯式建立Func<bool,int>。

　　至此，首先通過忽略自定義委托，我們省略了代碼；然後排出了明确的建立Func委托。我們能繼續壓縮代碼行嗎？到此我們才完成此文的一半，答案顯然是“能”。

 匿名方法      

　　匿名方法能夠讓你聲明一個方法體而不需要給它指定一個名字。在接下來的場景裡，它們以一個“普通的”方法存在；但是在你的代碼中沒有任何方法顯式調用它。匿名方法隻能在使用委托的時候建立，事實上，它們通過delegate關鍵字建立。

　　正如你所見，我們完全删除了Calculator類的需求。你可以在打括号中添加任何其他方法中的邏輯。如果你在看它如何執行時有困難，那就把delegate(bool x)做為一個方法簽名，而不是一個關鍵字。設想這段代碼在一個類裡，delegate(bool x){return 5;}是一個完整的合法方法聲明(我們确實有一個傳回值)，恰好delegate是一個保留字，在這裡，它讓這個方法匿名。

　　至此，我确信現在你知道這裡我們甚至能壓縮更多的代碼。順利成章的，我們能忽略顯式聲明Func委托的需要；.NET讓我們使用delegate關鍵字更友善。

　　當把.NET方法做為委托參數時或處理時間時，就能看到匿名方法的真正用處。之前，你會為你所關注的所有可能行為建立了一個方法，現在你僅需以内聯的方式建立它們，并可以避免污染你的命名空間。

Lambda 表達式

　　MSDN中寫道：“Lambda 表達式”是一個匿名函數，它可以包含表達式和語句，并且可用于建立委托或表達式樹類型。你應當明白“使用者建立委托”部分，但什麼是“表達式”呢？老實說，表達式和表達式樹不在此為讨論範圍内。現在我們唯一需要明白的是，表達式是.NET程式運作時表示資料或對象的代碼(C#代碼)。引用Jon Skeet的話：“表達式樹是一種表達邏輯，這樣其他的代碼可以查詢的方法。當一個lambda表達式轉換成一個表達式樹，編譯器不會發出了lambda表達式的白細胞介素，它會發出白細胞介素這将會建立一個表達式樹表示相同的邏輯。”

　　我們需要關注的是Lambda表達式替換匿名方法，和其他的特性。回顧我們最後例子，我們已經在一行代碼裡壓縮了處理整個折扣算法的邏輯。

　　你相信我們能讓這個更短嗎？Lambda表達式用'=>'運算符表明什麼參數傳遞給表達式。編譯器進一步處理，允許我們忽略類型并自動替我們推斷這些類型。如果你有2個或更多個參數，你需要用圓括号:(x,y)=>。如果隻有一個，你設定不需要這樣：x=>。

　　就是這樣子。x被推斷為bool型，并且有傳回值，因為Process接收一個Func<bool,int>。如果我們想實作像之前那樣的完整代碼塊，我們隻需要加上大括号。

寫在最後

　　使用與不使用大括号有一個重要的不同。當你用時，你建立一個“語句Lambda”，反之，它是"表達Lambda"。語句Lambda能執行多條語句(是以需要大括号)，但不能建立表達樹。你可能隻在使用IQueryable接口是遇到這個問題。下面的例子說明這個問題。

　　倒數第二行在編譯時失敗。這是因為IQueryable.First期望得到一個表達式作為參數，然而List<T>.First期望得到一個委托。你可以按照最後一行強制轉換Lambda到一個委托(使用First的方法重載)。

　　這裡很難結束讨論，但是我覺得必須停止。Lambda大體上分為兩類：一類建立匿名方法和委托；另一類建立表達式。表達式自成一體，并不是.NET開發者的必備知識(無疑在LINQ中已有實作)。

備注：

　　此文為CodeProject上的同名文章<C# Delegates,Anonymous Methods, and Lambda Expressions>，個人覺得非常好，是以就翻一下給不想看英文的同學。由于能力有限，翻譯的不好，望大家多多包涵。

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