C#中的Lambda表达式‌

在C#中，‌Lambda表达式‌是一种比匿名方法更简洁、更灵活的语法形式，用于定义匿名函数（Anonymous Function）。它通过=>运算符实现，能够大幅简化委托和表达式树的编写，是现代C#编程中广泛使用的核心特性之一。

核心概念‌

1、何时引入‌： C# 3.0 中引入，作为匿名方法的进化版本。
2‌、用途‌：

• 快速定义委托实例（如Func、Action）。
• 构建表达式树（Expression Trees），支持LINQ查询等高级场景。
• 简化事件处理、异步编程和集合操作。

3‌、特点‌：

• 语法极度简洁，支持隐式类型推断。
• 可捕获外部变量（闭包），与匿名方法行为一致。
• 支持两种形式：‌表达式Lambda‌（单行返回值）和‌语句Lambda‌（多行代码块）。

基本语法‌

1. 表达式Lambda（Expression Lambda）

(参数列表) => 表达式

单行代码，自动返回表达式结果。
‌示例‌：

Func<int, int> square = x => x * x;
Console.WriteLine(square(5));  // 输出：25

2. 语句Lambda（Statement Lambda）

(参数列表) => {
    // 多行代码块
    return 值;  // 显式返回（如需）
}

需使用{}包裹代码块，显式使用return。
‌示例‌：

Action<string> log = message => {
    Console.WriteLine($"[{DateTime.Now}] {message}");
};
log("Hello");  // 输出带时间戳的消息

‌示例代码‌

示例1：基本委托

// 使用内置的Func委托
Func<int, int, int> add = (a, b) => a + b;
Console.WriteLine(add(2, 3));  // 输出：5

// 显式指定参数类型（当类型推断不明确时）
Func<double, double, double> power = (double x, double y) => Math.Pow(x, y);

示例2：LINQ查询

List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
var evenNumbers = numbers.Where(n => n % 2 == 0);  // 过滤偶数
foreach (var num in evenNumbers) Console.WriteLine(num);  // 输出2,4

示例3：闭包与外部变量

int factor = 3;
Func<int, int> multiply = x => x * factor;
Console.WriteLine(multiply(5));  // 输出：15

factor = 10;  // 闭包捕获变量的最新值
Console.WriteLine(multiply(5));  // 输出：50

示例4：表达式树（高级用法）

// 将Lambda转换为表达式树（而非委托）
Expression<Func<int, int, int>> expr = (a, b) => a * b + 2;
var compiledExpr = expr.Compile();
Console.WriteLine(compiledExpr(3, 4));  // 输出：14 (3*4+2)

‌Lambda表达式 vs 匿名方法‌

‌高级用法与注意事项‌

1、闭包陷阱‌：
Lambda表达式捕获外部变量时，与匿名方法共享相同的闭包行为。在循环中直接使用循环变量可能导致意外结果：

var actions = new List<Action>();
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    actions.Add(() => Console.WriteLine(i));
}
foreach (var action in actions) action();  // 输出3次3，而非0,1,2

解决方法‌：在循环内创建临时变量：

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    int temp = i;
    actions.Add(() => Console.WriteLine(temp));  // 输出0,1,2
}

2、性能优化‌：

• 频繁调用的Lambda会导致重复的委托分配。可使用静态Lambda（C# 9.0+）减少内存开销：

Func<int, int> square = static x => x * x;  // 不捕获外部变量

• 避免在热路径（高频执行代码）中滥用闭包。

‌3、与泛型方法配合‌：
Lambda表达式可自动推断泛型类型参数：

T Process<T>(T input, Func<T, T> transformer) => transformer(input);
var result = Process(10, x => x * 2);  // 自动推断T为int

4‌、异步Lambda‌：
Lambda表达式支持async/await语法：

Func<Task> asyncTask = async () => {
    await Task.Delay(1000);
    Console.WriteLine("Async completed");
};

‌何时使用Lambda表达式？‌

1‌、优先使用Lambda‌：

• 需要简洁的委托定义（如LINQ查询、事件处理）。
• 构建表达式树（如Entity Framework查询转换）。
• 使用现代C#特性（如异步编程、模式匹配）。
  2‌、选择匿名方法‌：
• 维护旧版C#（< 3.0）代码。
• 需要显式指定参数类型且类型推断不明确时。

总结‌

Lambda表达式是C#函数式编程的核心工具，通过极简语法和强大功能，显著提升了代码的可读性和灵活性。结合闭包、表达式树和类型推断，它在LINQ、异步操作和高效集合处理中不可或缺。理解其底层机制（如委托分配、闭包行为）和性能影响，有助于编写更健壮、高效的代码。