C匿名函数：特性、用法与性能考量

### C# 匿名函数：特性、用法与性能考量 #### 1. 匿名函数概述 在 C# 中，匿名函数是一种强大的特性，它允许开发者在不明确定义单独方法的情况下创建委托。可以将其看作是一种值为方法的特殊表达式，官方名称为匿名函数。从 C# 语言的角度来看，这些方法没有名称，尽管运行时要求所有方法都有名称，C# 会为其生成隐藏名称。 对于简单方法，以表达式形式内联编写可以减少代码冗余。并且，编译器利用委托不仅是方法引用这一特性，使匿名函数能够访问其所在方法作用域内的变量。 #### 2. 匿名函数的定义方式 C# 提供了两种定义匿名函数的方式： ##### 2.1 匿名方法（旧方式） 使用 `delegate` 关键字，示例代码如下： ```csharp public static int GetIndexOfFirstNonEmptyBin(int[] bins) { return Array.FindIndex( bins, delegate (int value) { return value > 0; } ); } ``` 这种方式在某些方面类似于普通方法的定义语法，参数列表放在括号中，后面跟着包含方法体的代码块。但不同的是，这里使用 `delegate` 关键字代替了方法名，编译器会推断返回类型。 ##### 2.2 Lambda 表达式（新方式） 示例代码如下： ```csharp public static int GetIndexOfFirstNonEmptyBin(int[] bins) { return Array.FindIndex( bins, value => value > 0 ); } ``` Lambda 表达式以数学中的 Lambda 演算命名，`=>` 符号明确标识这是一个 Lambda 表达式。编译器根据上下文知道方法参数的类型，因此无需显式指定。对于只包含单个表达式的简单方法，Lambda 语法可以省略代码块和 `return` 语句。 Lambda 表达式有多种变体，示例如下： ```csharp Predicate<int> p1 = value => value > 0; Predicate<int> p2 = (value) => value > 0; Predicate<int> p3 = (int value) => value > 0; Predicate<int> p4 = value => { return value > 0; }; Predicate<int> p5 = (value) => { return value > 0; }; Predicate<int> p6 = (int value) => { return value > 0; }; Predicate<int> p7 = bool (value) => value > 0; Predicate<int> p8 = bool (int value) => value > 0; Predicate<int> p9 = bool (value) => { return value > 0; }; Predicate<int> pA = bool (int value) => { return value > 0; }; ``` - 可以在参数周围添加括号，单个参数时可选，多参数时必需。 - 可以显式指定参数类型，此时即使只有一个参数也需要括号。 - 如果使用代码块，返回值时需要使用 `return` 关键字。 - C# 10.0 允许显式指定返回类型，但仅在参数列表有括号时可用。 Lambda 表达式还可以定义无参数的情况，示例如下： ```csharp Func<bool> isAfternoon = () => DateTime.Now.Hour >= 12; ``` #### 3. 两种方式的对比 Lambda 表达式的灵活紧凑语法使其几乎取代了旧的匿名方法语法，但匿名方法有一个优势，即可以完全省略参数列表。例如： ```csharp EventHandler clickHandler = delegate { Debug.WriteLine("Clicked!"); }; ``` 在某些回调场景中，可能只需要知道事件已发生，不需要使用参数，匿名方法可以方便地忽略这些参数。而 Lambda 表达式不能省略参数列表，但 C# 10.0 引入了丢弃参数的语法： ```csharp EventHandler clickHandler = (_, _) => Debug.WriteLine("Clicked!"); ``` #### 4. 捕获变量 匿名函数的一个重要特性是能够捕获其所在方法的变量。示例如下： ```csharp public static Predicate<int> IsGreaterThan(int threshold) { return value => value > threshold; } ``` 在这个例子中，`threshold` 是 `IsGreaterThan` 方法的参数，当调用 `IsGreaterThan` 方法返回委托后，即使 `IsGreaterThan` 方法已经返回，`threshold` 变量仍然可用。这是因为编译器会生成一个类来保存这些变量，使其生命周期超出创建它们的方法。 生成的代码示例如下： ```csharp [CompilerGenerated] private sealed class <>c__DisplayClass0_0 { public int threshold; public bool <IsGreaterThan>b__0(int value) { return (value > this.threshold); } } ``` 捕获变量不仅可以读取，还可以修改。示例如下： ```csharp static v ```