第6章：Lambda表达式
本章目标
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为什么要学习C#编程语言
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了解C#相关常识
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C#开发工具Visual Studio安装
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掌握C#程序的开发步骤
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掌握C#的注释
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掌握C#的常用转义符
本章内容
lambda表达式演变史
C# 匿名函数的演变历史可以追溯到 C# 语言的不同版本，随着语言特性的不断丰富和发展，匿名函数经历了以下几个主要阶段：
C# 1.0
在 C# 1.0 中，虽然还没有直接支持匿名函数的概念，但已经引入了委托（Delegate）这一关键概念。委托允许将方法作为参数传递或存储为变量，为后续匿名函数的引入奠定了基础。在这个版本中，若要创建委托实例，必须先定义一个具有匹配签名的方法，然后使用该方法的名称来初始化委托。
public delegate int MyDelegate(int x, int y);
public static int AddNumbers(int a, int b)
{
return a + b;
}
MyDelegate add = new MyDelegate(AddNumbers);
C# 2.0
C# 2.0 引入了匿名方法，这是对匿名函数功能的初步实现。匿名方法允许开发者在需要委托的地方直接编写一段代码块（内联），而无需事先定义一个命名方法。这种语法简化了在特定上下文中临时创建和使用简单功能的过程，特别是在事件处理和回调场景中
MyDelegate fun = delegate(int a, int b)
{
return a + b;
};
C# 3.0
C# 3.0 引入了更强大的匿名函数形式——Lambda 表达式。Lambda 表达式进一步简化了匿名方法的语法，使其更加简洁且易于阅读。Lambda 表达式可以直接表示输入参数、箭头符号（=>）以及要执行的表达式或语句块。它们在LINQ（Language Integrated Query）中扮演了核心角色，极大地增强了C#的函数式编程能力。
// 单行表达式形式
MyDelegate fun1 = (int a, int b) => a + b;
// 多行语句块形式
MyDelegate fun2 = (int a, int b) =>
{
int result = a * b;
Console.WriteLine("Processing numbers...");
return result;
};
C# 4.0
随着Lambda表达式的普及和广泛使用，匿名方法在新项目中的使用逐渐减少，Lambda表达式成为编写匿名函数的首选方式。后续版本的C#（如4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0等）继续强化和扩展了Lambda表达式的能力，包括：
- 类型推断：Lambda表达式中的参数类型可以根据上下文自动推断，进一步减少了代码冗余。
- 可变数量参数：Lambda表达式支持可变数量参数，方便处理不定长度的参数列表。
- Expression-bodied members：C# 6.0引入了表达式体成员语法，使得Lambda风格的简短表达式可以用于方法、属性、构造函数等更多场景。
- Local functions（局部函数）：虽然不是匿名函数，但C# 7.0引入的局部函数提供了另一种在方法内部定义私有、嵌套函数的方式，有时可以作为匿名函数的替代方案，尤其是在需要复用或避免闭包副作用的情况下。
综上所述，C# 匿名函数的演变历史始于C# 2.0的匿名方法，经由C# 3.0的Lambda表达式实现了重大飞跃，并在后续版本中持续得到增强和完善，成为现代C#编程中不可或缺的一部分。尽管匿名方法在早期版本中有其作用，但在当前实践中，Lambda表达式已成为编写匿名函数的标准方式。
lambda 表达式使用方法
定义描述
Lambda表达式实际上是一种匿名函数，在Lambda表达式中可以包含语句以及运算等操作。并且可用于创建委托或表达式目录树类型，支持带有可绑定到委托或表达式树的输入参数的内联表达式。使用Lambda表达式可大大减少代码量，使得代码更加的优美、简洁，更有可观性。
基本语法
(input-parameters) => { <sequence-of-statements> }
Lambda 表达式的语法由三部分组成：
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参数列表：位于圆括号
()内，可以为空（表示无参数）、包含一个或多个参数，参数类型可以显式声明或根据上下文推断。- 显式类型：
(int x, string y) - 类型推断：
(x, y)—— 当Lambda表达式赋值给已知委托类型或在编译器可以确定类型的情境下，可以省略参数类型。
- 显式类型：
-
箭头操作符
=>：将参数列表与表达式或语句块分隔开。 -
表达式或语句块：表示Lambda表达式的行为。
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单行表达式：直接返回表达式的计算结果，不需要使用
return关键字。 -
int[] numbers = { 1, 2, 3 }; var evenNumbers = numbers.Where(n => n % 2 == 0); -
多行语句块：使用花括号
{}包围，如果需要执行多条语句或需要显式return语句，则使用语句块形式。 -
Func<int, int> squareAndLog = number => { int squared = number * number; Console.WriteLine($"Squared: {squared}"); return squared; };
-
使用场景
作为参数：Lambda 表达式常被用作需要函数作为参数的方法或操作符的参数，如 LINQ 方法、事件处理器、Action 或 Func 委托实例化等。
static void Fun1()
{
List<string> stuList = new List<string> { "孙悟空", "猪八戒", "沙悟净", "唐僧" };
//使用 Predicate 委托(返回类型为bool)
var result1 = stuList.Find(p => p.StartsWith("孙"));
// 使用 Action 委托（无返回值）
Action<string> logMessage = name => Console.WriteLine($"姓名: {name}");
// 使用 Func 委托（无返回值）
Func<int, int, int> add = (a, b) => a + b;
}
匿名委托：Lambda 表达式可以替代传统的匿名方法，创建不需显式定义的、临时使用的委托实例。
static void Fun2()
{
Button btn = new Button();
// 传统匿名方法
btn.Click += delegate (object sender, EventArgs e)
{
MessageBox.Show("按钮被点击了!");
};
// Lambda 表达式形式
btn.Click += (sender, e) => MessageBox.Show("按钮被点击了!");
}
事件处理：Lambda 表达式简化了事件处理器的注册，尤其在需要访问外部变量时，可以利用闭包特性 。
static void Fun3()
{
Button btn = new Button();
string greeting = "hello!";
btn.Click += (sender, e) => MessageBox.Show(greeting);
}
注意事项
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类型推断：Lambda 表达式的参数类型和返回类型通常可以由编译器推断，无需显式声明。但在某些情况下，可能需要显式提供类型信息以消除歧义。
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闭包：Lambda 表达式可以捕获其封闭作用域内的变量，形成闭包。理解闭包行为对于避免潜在的并发问题和资源管理问题至关重要。
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性能：Lambda 表达式通常编译为高效代码，但在某些情况下（如大型循环中的复杂Lambda表达式），可能会导致编译器生成额外的类和方法，影响性能。适当优化或使用局部函数替代可能有助于提升效率。
系统自带的两种委托
C# 中的 Action 和 Func 是预定义的泛型委托类型，它们简化了委托的使用，避免了手动声明相似用途的自定义委托。今后我们使用时,没有必要自定义委托了,全部使用系统自带的委托就可以了,方便省事.
Action 委托
Action 代表一个无返回值的方法，只用于封装需要执行的操作。根据需要传递的参数数量，C# 提供了一系列预定义的 Action 类型，从 Action（无参数）到 Action<typeparamref name=“T1”>, …, T16</typeparamref></typeparamref></typeparamref>（最多16个参数）。
static void Fun4()
{
//无参数
Action action1 = () => Console.WriteLine("无参.");
action1();
//带参数
Action<string, int> paramAction = (name, age) => Console.WriteLine($"{name}, count: {age}");
paramAction("张三", 18);
}
Func 委托
Func 代表一个有返回值的方法，除了封装操作外，还返回一个指定类型的值。Func 类型同样有一系列预定义版本，格式为 Func<typeparamref name=“T1”>, …, Tn</typeparamref>, TResult>，其中 T1 到 Tn 代表输入参数类型，TResult 代表返回值类型。
static void Fun5()
{
//无参,返回整数
Func<int> func1 = () => DateTime.Now.Second;
int result1 = func1(); // 获取当前秒数
Console.WriteLine(result1);
//带参，返回字符串
Func<string, int, string> fun2 = (name, age) => $"姓名:{name} ，年龄{age}";
string result2 = fun2("张三", 30);
Console.WriteLine(result2);
Console.WriteLine("-------------------------------------------");
List<string> stuList = new List<string> { "孙悟空", "猪八戒", "沙悟净", "唐僧", "孙尚香" };
//查询满足要求元素的数量
var count = stuList.Count(f=> f.StartsWith("孙"));
//查询满足要求的元素
stuList.Where(f=> f.StartsWith("孙"));
Console.WriteLine("-------------------------------------------");
List<Student> stuList2 =new List<Student> {
new Student{Name="孙悟空",Age=500 },
new Student{Name="猪八戒",Age=400 },
new Student{Name="沙悟净",Age=300 },
new Student{Name="唐僧",Age=800 },
new Student{Name="孙尚香",Age=200 }
};
//最大值
var max = stuList2.Max(f => f.Age);
//最小值
var min = stuList2.Min(f => f.Age);
//平均值
var avg = stuList2.Average(f => f.Age);
//总和
var sum = stuList2.Sum(f => f.Age);
}
Predicate 委托
Predicate泛型委托：表示定义一组条件并确定指定对象是否符合这些条件的方法。此委托由 Array 和 List 类的几种方法使用，用于在集合中搜索元素。
static void Func6()
{
List<string> stuList = new List<string> { "孙悟空", "猪八戒", "沙悟净", "唐僧","孙尚香" };
//所搜满足要求的第一个元素
var name= stuList.Find(p=> p.StartsWith("孙"));
//所搜满足要求的所有元素
var names = stuList.FindAll(p=> p.StartsWith("孙"));
所搜满足要求的第一个元素的索引
var index= stuList.FindIndex(p => p.StartsWith("孙"));
}
本章总结
总之，C# Lambda 表达式提供了简洁、直观的方式来编写匿名函数，极大地提高了代码的可读性和可维护性，尤其在处理函数式编程、事件处理、委托、LINQ 查询等方面发挥着重要作用。理解和熟练运用Lambda表达式是现代C#开发中的重要技能。
课后作业
学生类:
姓名
年龄
性别
身高
有一个学生集合,要求用lambda表达式实现以下功能：
1.查询所有姓“张”的学生。
2.查询所有姓“张”的男生
3.查询平均身高并返回
4.查询已成年的男生
5.查询身高不低于160cm的女生
6.查询女生的平均年龄，并返回。
7.查询身高不低于170cm的男生的数量
8.查询升高不低于170cm或年龄不低于18的学生