C#入门基础系列:浅谈Lambda表达式与Linq简介
前言
C#的lambda和Linq可以说是一大亮点,C#的Lambda无处不在,Linq在数据查询上也有着举足轻重的地位。
那么什么是Linq呢,Linq是 Language Intergrated Query
(语言集成查询)的缩写,可以对本地对象集合或者远程数据源进行结构化的查询操作。
那什么又是Lambda呢?嗯,简单来讲就是匿名函数,我们不声明方法名,只写一个方法体,这个方法体就是lambda表达式
lambda表达式
如何写一个lambda表达式
首先,在写lambda表达式之前,需要先了解 两个特殊的类型:Func
和Action
。
这是两个委托,这里先不急着了解什么是委托,可以把它们当做一种名称规范就行,它们都可以表示一个方法。不同的是其中Func
表示一个有返回值的方法,Action
表示一个没有返回值的方法。C#对这两个的定义如下:
public delegate TResult Func<out TResult>();//注意这里的out 表示这个泛型是返回值的类型泛型
public delegate void Action();
其中Func
和Action
各有16个变种:
// 注意 in 关键字,表示泛型是参数的类型约束
public delegate TResult Func<in T,out TResult>(T arg);
public delegate TResult Func<in T1,in T2,out TResult>(T1 arg1, T2 arg2);
……
public delegate TResult Func<in T1,in T2,in T3,in T4,in T5,in T6,in T7,in T8,in T9,in T10,in T11,in T12,in T13,in T14,in T15,in T16,out TResult>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10, T11 arg11, T12 arg12, T13 arg13, T14 arg14, T15 arg15, T16 arg16);
//
//
public delegate void Action<in T>(T obj);
public delegate void Action<in T1,in T2>(T1 arg1, T2 arg2);
……
public delegate void Action<in T1,in T2,in T3,in T4,in T5,in T6,in T7,in T8,in T9,in T10,in T11,in T12,in T13,in T14,in T15,in T16>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10, T11 arg11, T12 arg12, T13 arg13, T14 arg14, T15 arg15, T16 arg16);
依次表示一个参数、两个参数、……十六个参数 的方法。当然,你还可以写更多的参数,但是如果一个方法的参数超过10个,为什么不用类封装起来呢?即使不封装,一个方法十几个参数,你确定不会被你的领导嫌弃吗。
言归正传,介绍完了Func
和Action
的定义,那么如果使用呢?
public void Demo1(){
// 一个没有返回值,也没有参数的方法
}
Action act1 = Demo;// 直接给一个方法名
public void Demo2(string name){
//有一个参数,但没有返回值的方法
}
Action<string> act2 = Demo2;
public String Demo3(){
// 有返回值,但没有参数的方法
}
Func<string> func1 = Demo3;
public int Demo4(double data){
// 返回值是int,有一个参数是double的方法
}
Func<double,int> func2 = Demo4;
以上是通过方法名获取Func
和Action
的方法,下面介绍一下通过Lambda表达式的方式创建Func
和Action
:
Action act1 = ()=> // lambda 的标志性 声明方式 =>
{
// 这是一个没有返回值,也没有参数的 lambda表达式
};
Action<int> act2 = (age) =>
{
// 这是一个 参数为int ,没有返回值的 lambda表达式
};
//=========================================
Func<string> func1 = () => ""; // 这是一个返回了空字符串的lambda表达式,注意这种写法
Func<string> func2 = () =>
{
return ""; //与上一个等价
}
Func<int,string> func3 = (age) =>
{
return "我的年纪是:"+age;// 一个参数是int,返回类型是string的lambda表达式
}
在lambda表达式中,当使用的是有返回值的方法体时,如果方法体是个简单的计算式或者说可以在一行内写完(或被编译器认为是一行)的话,可以省略 {
、}
和return
,直接用 =>
标记。
比如说以下内容:
Func<int,int,int> cal_area = (width, height) => width * height;// 计算面积
使用Lambda 表达式
现在我们手里有一大堆的Action
和Func
,我们该怎么用呢?
有以下两种常见的用法:
- 把它当做方法来用: // 上接上文代码 act1();// 执行 act1 代表的方法或lambda表达式 act2(10); //执行act2 的lambda表达式 string str1 = func1(); string str2 = func3(10); int area = cal_area(29,39);
- 调用Invoke方法: act1.Invoke(); act2.Invoke(10); area = cal_area.Invoke(33,63); 看过反射篇的应该对Invoke有一定印象,这个与MethodInfo里的Invoke类似,但是比其更加简单。
Linq 是什么
正如前言所述,Linq是一种对集合、数据源的集成式查询方式,它是对IEnumerable<T>
的扩展方法集,所以想要使用Linq的话,需要引用两个命名空间 System.Linq
和System.Linq.Expressions
。
Linq有两种使用方式,一种是通过方法链的方式调用,一种是类似SQL语句的方式进行数据查询。方法链是基础,类SQL方式是语法糖。下面简单介绍一下两种方式的使用,不过首先先假设我们有一个数据很多的集合:
IEnumerable<int> scores = new List<int>();//假设存放了某班50个人的语文成绩
使用方法链查询
- 获取分数大于60的所有分数: IEnumerable<int> result1 = scores.Where(t => t > 60);
- 获取分数大于等于60的数量: int count = scores.Count(t => t >= 60);
- 统计分数总和 int sum = scores.Sum();
- 获取所有分数个位上的数字: IEnumerable<int> result2 = scores.Select(t => t % 10);
使用类SQL形式查询
查询所有大于等于60的分数:
IEnumerable<int> result3 = from score in scores
where score >= 60
select score;
简单介绍一下,类SQL形式有一个统一的格式写法,关键字from
、in
、select
缺一不可:
from 临时变量名 in 数据源 select 结果类型
where 是条件过滤,如果查询全部,可以忽略。
这种方式之所以被我称为是类SQL形式,是因为它的写法和SQL及其相似,熟悉SQL的可以很快上手。
为什么说方法链是基础呢?
因为SQL形式的查询里每一个关键字背后都有一个方法作为支撑,除了from 和in。
select 对应的Select 方法,where对应的Where方法。
需要特别注意的一点:
Linq查询是一种延迟查询,也就是说当返回类型是一个IEnumerable 的时候不会立即返回结果,必须调用ToList
才能获取到实际查询结果。另外需要注意的是,ToList
返回的是一个不可变List集合,这一点在集合篇中做过介绍了。
未完待续
C#里的Linq内容如此丰富,以至于一时间无法详细说明,后续还会有两到三篇关于Linq的内容,今天就先到这里了,感谢您的阅读。
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print dir; print bytes; print xA; print xB; main Printf函数通过F#的反射机制和.NET的ToString方法来解析“%A”模式,适用于任何类型的值,也可以通过F#中的print_any和print_to_string函数来完成类似的功能。值和函数(Values and Functions) 在F#中函数也是值,F#处理它们的语法也是类似的。 let n = 10let add a b = a + blet addFour = add 4let result = addFour n printfn "result = %i" result 可以看到定义值n和函数add的语法很类似,只不过add还有两个参数。对于add来说a + b的值自动作为其返回值,也就是说在F#中我们不需要显式地为函数定义返回值。对于函数addFour来说,它定义在add的基础上,它只向add传递了一个参数,这样对于不同的参数addFour将返回不同的值。考虑数学中的函数概念,F(x, y) = x + y,G(y) = F(4, y),实际上G(y) = 4 + y,G也是一个函数,它接收一个参数,这个地方是不是很类似?这种只向函数传递部分参数的特性称为函数的柯里化(curried function)。 当然对某些函数来说,传递部分参数是无意义的,此时需要强制提供所有参数,可是将参数括起来,将它们转换为元组(tuple)。下面的例子将不能编译通过: let sub(a, b) = a - blet subFour = sub 4 必须为sub提供两个参数,如sub(4, 5),这样就很像C#中的方法调用了。 对于这两种方式来说,前者具有更高的灵活性,一般可优先考虑。 如果函数的计算过程中需要定义一些中间值,我们应当将这些行进行缩进: let halfWay a b = let dif = b - a let mid = dif / 2 mid + a 需要注意的是,缩进时要用空格而不是Tab,如果你不想每次都按几次空格键,可以在VS中设置,将Tab字符自动转换为空格;虽然缩进的字符数没有限制,但一般建议用4个空格。而且此时一定要用在文件开头添加#light指令。作用域(Scope)作用域是编程语言中的一个重要的概念,它表示在何处可以访问(使用)一个标识符或类型。所有标识符,不管是函数还是值,其作用域都从其声明处开始,结束自其所处的代码块。对于一个处于最顶层的标识符而言,一旦为其赋值,它的值就不能修改或重定义了。标识符在定义之后才能使用,这意味着在定义过程中不能使用自身的值。 let defineMessage = let message = "Help me" print_endline message // error 对于在函数内部定义的标识符,一般而言,它们的作用域会到函数的结束处。 但可使用let关键字重定义它们,有时这会很有用,对于某些函数来说,计算过程涉及多个中间值,因为值是不可修改的,所以我们就需要定义多个标识符,这就要求我们去维护这些标识符的名称,其实是没必要的,这时可以使用重定义标识符。但这并不同于可以修改标识符的值。你甚至可以修改标识符的类型,但F#仍能确保类型安全。所谓类型安全,其基本意义是F#会避免对值的错误操作,比如我们不能像对待字符串那样对待整数。这个跟C#也是类似的。 let changeType = let x = 1 let x = "change me" let x = x + 1 print_string x 在本例的函数中,第一行和第二行都没问题,第三行就有问题了,在重定义x的时候,赋给它的值是x + 1,而x是字符串,与1相加在F#中是非法的。 另外,如果在嵌套函数中重定义标识符就更有趣了。 let printMessages = let message = "fun value" printfn "%s" message; let innerFun = let message = "inner fun value" printfn "%s" message innerFun printfn "%s" message printMessages 打印结果: fun value inner fun valuefun value 最后一次不是inner fun value,因为在innerFun仅仅将值重新绑定而不是赋值,其有效范围仅仅在innerFun内部。递归(Recursion)递归是编程中的一个极为重要的概念,它表示函数通过自身进行定义,亦即在定义处调用自身。在FP中常用于表达命令式编程的循环。很多人认为使用递归表示的算法要比循环更易理解。 使用rec关键字进行递归函数的定义。看下面的计算阶乘的函数: let rec factorial x = match x with | x when x < 0 -> failwith "value must be greater than or equal to 0" | 0 -> 1 | x -> x * factorial(x - 1) 这里使用了模式匹配(F#的一个很棒的特性),其C#版本为: public static long Factorial(int n) { if (n < 0) { throw new ArgumentOutOfRangeException("value must be greater than or equal to 0"); } if (n == 0) { return 1; } return n * Factorial (n - 1); } 递归在解决阶乘、Fibonacci数列这样的问题时尤为适合。但使用的时候要当心,可能会写出不能终止的递归。匿名函数(Anonymous Function) 定义函数的时候F#提供了第二种方式:使用关键字fun。有时我们没必要给函数起名,这种函数就是所谓的匿名函数,有时称为lambda函数,这也是C#3.0的一个新特性。比如有的函数仅仅作为一个参数传给另一个函数,通常就不需要起名。在后面的“列表”一节中你会看到这样的例子。除了fun,我们还可以使用function关键字定义匿名函数,它们的区别在于后者可以使用模式匹配(本文后面将做介绍)特性。看下面的例子: let x = (fun x y -> x + y) 1 2let x1 = (function x -> function y -> x + y) 1 2let x2 = (function (x, y) -> x + y) (1, 2) 我们可优先考虑fun,因为它更为紧凑,在F#类库中你能看到很多这样的例子。 注意:本文中的代码均在F# 1.9.4.17版本下编写,在F# CTP 1.9.6.0版本下可能不能通过编译。 F#系列随笔索引页面