Linq之Lambda进阶

带有标准查询运算符的Lambda

什么事标准查询运算符？

“标准查询运算符”是组成语言集成查询 (LINQ) 模式的方法。 大多数这些方法都在序列上运行，其中的序列是一个对象，其类型实现了 IEnumerable<T> 接口或 IQueryable<T> 接口。 标准查询运算符提供了包括筛选、投影、聚合、排序等功能在内的查询功能。
共有两组 LINQ 标准查询运算符，一组在类型为 IEnumerable<T> 的对象上运行，另一组在类型为 IQueryable<T> 的对象上运行。 构成每组运算符的方法分别是 Enumerable 和 Queryable 类的静态成员。 这些方法被定义为作为方法运行目标的类型的“扩展方法”。 这意味着可以使用静态方法语法或实例方法语法来调用它们。
此外，许多标准查询运算符方法运行所针对的类型不是基于 IEnumerable<T> 或 IQueryable<T> 的类型。 Enumerable 类型定义两个此类方法，这些方法都在类型为 IEnumerable 的对象上运行。 利用这些方法（Cast<TResult>(IEnumerable) 和 OfType<TResult>(IEnumerable)），您将能够在 LINQ 模式中查询非参数化或非泛型集合。 这些方法通过创建一个强类型的对象集合来实现这一点。 Queryable 类定义两个类似的方法（Cast<TResult>(IQueryable) 和 OfType<TResult>(IQueryable)），这些方法在类型为 Queryable 的对象上运行。
各个标准查询运算符在执行时间上有所不同，具体情况取决于它们是返回单一值还是值序列。 返回单一值的方法（例如 Average 和 Sum）会立即执行。 返回序列的方法会延迟查询执行，并返回一个可枚举的对象。
对于在内存中集合上运行的方法（即扩展 IEnumerable<T> 的那些方法），返回的可枚举对象将捕获传递到方法的参数。 在枚举该对象时，将使用查询运算符的逻辑，并返回查询结果。
与之相反，扩展 IQueryable<T> 的方法不会实现任何查询行为，但会生成一个表示要执行的查询的表达式树。 查询处理由源 IQueryable<T> 对象处理。
可以在一个查询中将对查询方法的调用链接在一起，这就使得查询的复杂性可能会变得不确定。

来自：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/bb397896.aspx

多数标准查询运算符都有输入参数，其类型是17个.net泛型委托Func<T,TResult>中的一种。

比如：

//
        // 摘要: 
        //     返回一个数字，表示在指定的序列中满足条件的元素数量。
        //
        // 参数: 
        //   source:
        //     包含要测试和计数的元素的序列。
        //
        //   predicate:
        //     用于测试每个元素是否满足条件的函数。
        //
        // 类型参数: 
        //   TSource:
        //     source 中的元素的类型。
        //
        // 返回结果: 
        //     一个数字，表示序列中满足谓词函数条件的元素数量。
        //
        // 异常: 
        //   System.ArgumentNullException:
        //     source 或 predicate 为 null。
        //
        //   System.OverflowException:
        //     source 中的元素数量大于 System.Int32.MaxValue。
        public static int Count<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate);

从上面的代码中可以看出Count方法扩展自IEnumerable<TSource>，并且有输入参数Func<TSource, bool> predicate。

一个例子

1.判断输入参数是否大于5，调用myFunc(4),如果大于5返回true，否则返回false。

2.输入一个int类型的整数，并输入一个string类型的字符串，判断拼接后的字符串是否为空，并返回bool类型的结果。

//其中 int 是输入参数，bool 是返回值 返回值始终在最后一个类型参数中指定
Func<int, bool> myFunc = x => x > 5;
bool result = myFunc(4);
//其中 int string是输入参数，bool 是返回值 返回值始终在最后一个类型参数中指定
//上篇文章中已经指出，在有多个输入参数的情况下，必须使用括号，输入参数以逗号隔开
Func<int, string, bool> myFunc2 = (x, y) => string.IsNullOrEmpty(x.ToString() + y);

当参数类型为 Expression<Func> 时，也可以提供 Lambda 表达式，例如在 System.Linq.Queryable 内定义的标准查询运算符中， 如果指定 Expression<Func> 参数，lambda 将编译为表达式目录树。

一个例子

此处列举一个标准查询运算符，Count 方法：

//一个整数数组
int[] numbers = { 5, 4, 1, 3, 9, 8, 6, 7, 2, 0 };
//计算整数数组中奇数的个数
int oddNumbers = numbers.Count(n => n % 2 == 1);
Console.WriteLine(oddNumbers);

 在这里你会发现，n直接使用n%2，编译器将推断n的类型为整型。

从上面的定义及例子，发现标准查询运算符，有这样的特点：1，查询什么（集合或者数组，集合和数组有什么特点？要么实现了IEnumerable<T> 接口，要么IQueryable<T> 接口）。

Lambda中类型推断

在编写 lambda 时，通常不必为输入参数指定类型，因为编译器可以根据 lambda 主体、参数的委托类型以及 C# 语言规范中描述的其他因素来推断类型。 对于大多数标准查询运算符，第一个输入是源序列中的元素类型。 因此，如果要查询 IEnumerable<Customer>，则输入变量将被推断为 Customer 对象，这意味着你可以访问其方法和属性：

customers.Where(c => c.City == "London");

Lambda的一般规则：

Lambda 包含的参数数量必须与委托类型包含的参数数量相同。
Lambda 中的每个输入参数必须都能够隐式转换为其对应的委托参数。
Lambda 的返回值（如果有）必须能够隐式转换为委托的返回类型。

Lambda表达式中变量作用域

lambda表达式中变量的作用域在定义 lambda 函数的方法内或包含 lambda 表达式的类型内，lambda 可以引用范围内的外部变量。 以这种方式捕获的变量将进行存储以备在 lambda 表达式中使用，即使在其他情况下，这些变量将超出范围并进行垃圾回收。 必须明确地分配外部变量，然后才能在 lambda 表达式中使用该变量。

一个例子

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace Wolfy.LinqDemo
{
    delegate bool D();
    delegate bool D2(int i);

    class Program
    {
        static D del;
        static D2 del2;
        static void Main(string[] args)
        {
            //调用TestMethod方法
            TestMethod(5);
            // Prove that del2 still has a copy of
            // local variable j from TestMethod.
            //证明del2仍保留方法TestMethod中变量j的副本。
            bool result = del2(10);
            //输出true
            Console.WriteLine(result);
            Console.ReadKey();
        }
        static void TestMethod(int input)
        {
            int j = 0;
            // 使用lambda表达式初始化del.
            // Note access to 2 outer variables.
            // del will be invoked within this method（del将在这个方法内部执行）.
            del = () => { j = 10; return j > input; };
            // del2 will be invoked after TestMethod goes out of scope.
            //del2将在TestMethod外部执行。
            del2 = (x) => { return x == j; };
            // Demonstrate value of j:
            //展示j的值
            // Output: j = 0 
            //输出j=0
            // The delegate has not been invoked yet.
            //委托仍没有执行
            Console.WriteLine("j = {0}", j);      
            // Invoke the delegate.
            //委托执行
            bool boolResult = del();
            // Output: j = 10 b = True
            //输出j=10 b=True
            Console.WriteLine("j = {0}. b = {1}", j, boolResult);
        }

    }
}

在执行TestMethod中的以下代码时：

// Invoke the delegate.
//委托执行
bool boolResult = del();
// Output: j = 10 b = True
//输出j=10 b=True
Console.WriteLine("j = {0}. b = {1}", j, boolResult);

 调用del()修改了j的值为10，在Main方法中调用del2(10)，此时仍保留方法TestMehod中j的副本。所以此时输出为：

适用于 lambda 表达式中的变量范围的规则

捕获的变量将不会被作为垃圾回收，直至引用变量的委托符合垃圾回收的条件。
在外部方法中看不到 lambda 表达式内引入的变量。
Lambda 表达式无法从封闭方法中直接捕获 ref 或 out 参数。
Lambda 表达式中的返回语句不会导致封闭方法返回。
如果跳转语句的目标在块外部，则 lambda 表达式不能包含位于 lambda 函数内部的 goto 语句、break 语句或 continue 语句。 同样，如果目标在块内部，则在 lambda 函数块外部使用跳转语句也是错误的。

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。

一个例子

在winform的单击事件，异步的方式调用方法ExampleMethodAsync。

private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            await ExampleMethodAsync();
        }
        async Task ExampleMethodAsync()
        {
            // 下面模拟一个任务返回的异步进程。
            await Task.Delay(1000);
        }

 如果使用异步Lambda，你可以这样写，注意在lambda前加上async关键字。

button1.Click += async (sender, e) =>
        {
            await ExampleMethodAsync();
        };
  async Task ExampleMethodAsync()
    {
        await Task.Delay(1000);
    }

 看上去更简洁。 

总结

本篇文章介绍了lambda标准查询运算符，变量范围，类型推断，异步等概念。其他的还好理解，唯有变量范围太绕了，也只有做个记录慢慢体会了。

参考文章

http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/bb397896.aspx

http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/bb397687.aspx

原文地址：http://www.cnblogs.com/wolf-sun/p/4206982.html

原文作者：wolfy