【C#進階】擁抱Lambda（一）

　　寫在開頭，好奇從這裡開始（當時讓加查詢條件，結果竟然是一句話來發揮神奇作用）：

this.TestGrade = CriteriaHelper.NewObject<ITestCase, DtoTestCase>("測試等級", a => a.Grade);

1. 語法糖 Lambda

　　在我看來，=>總是一個無敵可愛的符號。嗯，包括C語言裡面的 -> 這個，它總像是在說“我指到這邊，你看..”。

　　找到了一張圖[1]，可以很好地說明lambda表達式，語法糖上的變化。

// 匿名方法，方法如何寫應該是深入骨髓的哦：

          delegate(string text) { return text.Length; }

// Lambda表達式，作用與上行相同：

          (string text) => { return text.Length; }

// 還可以省略括弧，這看起來就更像goes to“看到這裡”的感覺了：

          (string text) => text.Length

// 讓編譯器推斷參數類型：

          (text) => text.Length

// 還可以省略括弧：

          text => text.Length

　　註：Lambda表達式在去掉花括弧時（即僅有一句時），其實是不帶;符號的，一般加上的;是賦值語句規則的。

　　下麵有一個例子，一個讓人覺得“怎麼會有傳方法這種這麼神奇操作”的例子：

    class Film
    {
        public string Name { get; set; }
        public int Year { get; set; }
    }

    // Main函數：
    var films = new List<Film>
    {
        new Film { Name = "Jaws", Year = 1975},
        new Film { Name = "Singing in the Rain", Year = 1952},
        new Film { Name = "Some like it Hot", Year = 1959},
        new Film { Name = "The Wizard of Oz", Year = 1939},
        new Film { Name = "American Beauty", Year = 1999}
    };

    Action<Film> print = film => Console.WriteLine("Name = {0}, Year = {1}", film.Name, film.Year);
    films.ForEach(print);
    // Console.WriteLine("\r");

    films.FindAll(film => film.Year < 1955).ForEach(print);
    // Console.WriteLine("\r");
 
    films.Sort((f1,f2) => f1.Name.CompareTo(f2.Name));
    films.ForEach(print);

2. Lambda表達式與表達式樹（Expression tree）

　　在開啟本節內容前，先捋清一下：

圖2 [2]

　　C#編譯成公共中間語言（CIL或者IL，成果就是組件.dll文件），程式運行時再由實時編譯器（Just in Time，JIT）轉化為特定於CPU的語言。

2.1 表達式樹

　　表達式樹就是對象構成的樹，樹中每個節點本身都是一個表達式。Expression類主要包括兩個屬性：

            Type屬性：表達式求值後的返回類型。

            NodeType屬性：返回所代表的表達式的種類，也是節點類型。

　　表達式樹，有很多不同類型的節點。

　　例如可以這樣想象：一個數是一個節點，一個運算符也是一個節點，那麼一個簡單的2+3表達式，就是有3個節點的樹形關係。

    Expression firstArg = Expression.Constant(2);
    Expression secondArg = Expression.Constant(3);
    Expression add = Expression.Add(firstArg, secondArg);

    Console.WriteLine(add); // 列印出來的是表達式 (2 + 3)

　　註意：“葉”表達式總是最先創建的。

　　註意：Expression.Constant或者是Expression.Add類型都是繼承於Expression的，這棵樹的所有節點，都是Expression類型。

圖3 上例代碼表達式樹樹形化表示

　　繼續上面的例子，既然列印出來的僅是表達式(2 + 3) ，那麼能不能列印運行結果呢？

　　可以想象一下，節點裡面不管是數值或是運算符，其實對於表達式樹來說，也就是多個節點或者少個節點的事。如果把節點當成沒有實際意義的“聖誕樹掛飾”（因為樹上的節點“不幹活”），那表達式樹到底有什麼意義？

　　那句話是這樣的，“沒有Lambda表達式，表達式樹幾乎沒有任何價值”。

　　我算是有些明白，“code as data”是什麼意思。沒有數據，代碼是惘然的。但是“葉子”有了，怎麼讓樹“活過來”？微軟提供的方式是：將表達式樹編譯成委托——既然有各種類型的節點，怎麼不能有方法類型的節點呢。

    Expression leftArg = Expression.Constant(2);
    Expression rightArg = Expression.Constant(3);
    Expression add = Expression.Add(leftArg, rightArg);

    Func<int> compiled = Expression.Lambda<Func<int>>(add).Compile();
    Console.WriteLine(compiled());

　　C#當中Lambda表達式支持表達式樹，不過還需要該節點使用Compile()方法（大概就是編譯成對應的Func<T>類型，此方法涉及到System.Reflection.MethodInfo，這節內容放到後面來談）。

   Expression<Func<int>> return5 = () => 5;   // () => 5是一個Lambda表達式

   Func<int> compiled = return5.Compile();    // 把Lambda表達式轉換成表達式樹。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // （這種轉換有限制，此處不詳談。）

2.2 Lambda表達式與LINQ

　　LINQ（Language Integrated Query）是一種基於中間查詢能夠直接反饋到C#語言環境當中的技術。

　　LINQ提供器的中心思想在於：從一個熟悉的源語言（比如C#）生成一個表達式樹，將結果作為一個中間格式，再將其轉換成目標平臺上的本地語言（比如SQL）。

　　LINQ to Objects方式是：使用含有Lambda表達式的C#查詢代碼，再由轉化為相應的IL，在CLR中執行。

　　LINQ to SQL方式：編譯成使用表達式樹IL，在執行時，動態執行sql語句（IL已經處理好怎麼讓LINQ to SQL提供器處理到本地語言）。

 　　……

　　除了LINQ to Objects和LINQ to SQL還有其他的數據查詢方式，此處不展開。

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　　下節預告：

　　Lambda表達式提供編譯時檢查的能力，它與表達式樹一起的話，會有神奇反應。

註釋：

[1]  Lambda語法簡寫

[2] 圖源自 維基百科

[3] 此筆記主要參考 《深入理解C#》（第3版）Jon Skeet 著  姚琪琳 譯