【从零开始入门unity游戏开发之——C#篇34】C#匿名函数（delegate ）和Lambda表达式

一、匿名函数（delegate ）

1、什么是匿名函数？

匿名函数是没有名字的函数。它通常用于在需要传递函数或行为时，避免了定义一个额外的命名函数。匿名函数最常用的场景是在委托（delegate）和事件（event）的处理过程中。

常见使用场景：

• 委托传递时
• 事件绑定时

2、匿名函数的基本语法

2.1 语法

匿名函数使用delegate关键字来声明，语法如下：

delegate (参数列表) { 函数逻辑 };

2.2 没有参数的匿名函数：

Action a = delegate {
    Console.WriteLine("匿名函数逻辑");
};
a();

2.3 有参数的匿名函数：

Action<int, string> b = delegate (int a, string b) {
    Console.WriteLine(a);
    Console.WriteLine(b);
};
b(108, "123");

2.4 有返回值的匿名函数：

Func<string> c = delegate {
    return "返回的字符串";
};
Console.WriteLine(c());

3、匿名函数的使用示例

3.1 作为参数传递匿名函数

可以将匿名函数作为参数传递给方法：

public void DoSomething(int a, Action fun)
{
    Console.WriteLine(a);
    fun(); // 调用传入的匿名函数
}

// 调用方法时传递匿名函数
DoSomething(10, delegate {
    Console.WriteLine("传入的匿名函数逻辑");
});

3.2 作为返回值返回匿名函数

匿名函数可以作为方法的返回值：

public Action GetFun()
{
    return delegate {
        Console.WriteLine("匿名函数返回值");
    };
}

Action action = GetFun();
action();

直接调用返回的委托函数

GetFun()();  // 直接调用返回的匿名函数

4、匿名函数的缺点

4.1 无法单独移除

匿名函数没有名称，因此无法通过直接引用来移除它们。尤其在委托或事件中，当添加多个匿名函数时，无法移除某一个匿名函数。

例如：

Action ac = delegate {
    Console.WriteLine("匿名函数一");
};

ac += delegate {
    Console.WriteLine("匿名函数二");
};

ac();  // 会打印 "匿名函数一" 和 "匿名函数二"

ac -= delegate {
    Console.WriteLine("匿名函数二");
};  // 编译错误：不能移除匿名函数

ac();  // 依然打印 "匿名函数一" 和 "匿名函数二"

由于匿名函数没有名称，无法通过-=运算符去移除某一个特定的匿名函数。

4.2 匿名函数难以调试

因为匿名函数没有名称，所以它们难以调试。无法直接断点到匿名函数内，也无法追踪其调用栈。

4.3 性能开销

在某些情况下，匿名函数会增加额外的闭包和委托创建的性能开销，尤其是当它们在频繁调用的场景中使用时。

5. 匿名函数与闭包

匿名函数在使用时可以捕获外部变量（即使外部变量在匿名函数外部的作用域中已经超出了生命周期），这被称为闭包。

例如：

int x = 10;
Action action = delegate {
    Console.WriteLine(x);  // 捕获了外部变量x
};
x = 20;
action();  // 打印 20

这个例子中，匿名函数捕获了外部变量x，并且打印了x的当前值。由于匿名函数形成闭包，它保存了对x的引用，即使x的值被修改，匿名函数依然会使用最新的值。

6、匿名函数的总结

• 定义简洁：匿名函数没有名称，可以直接在需要的地方声明并使用，适用于委托和事件的传递。
• 用途广泛：尤其在回调函数、事件处理、LINQ表达式等场景中非常常见。
• 缺点：无法移除、调试困难、性能开销较大等。
• 闭包特性：匿名函数可以捕获外部变量（闭包），这使得它们能够访问外部作用域的变量。

二、Lambda表达式

1 、什么是 Lambda 表达式

Lambda 表达式可以被看作是匿名函数的简写。它与匿名函数的区别在于，写法更为简洁，且与委托或者事件配合使用的方式相同。

• 匿名函数：没有名称的函数，通常用 delegate 关键字定义。
• Lambda 表达式：更简洁的函数表示法，使用 => 符号。

2、Lambda 表达式的语法

Lambda 表达式的语法格式如下：

(parameters) => expression_or_statement_block

• 参数列表：Lambda 表达式的输入参数，可以省略类型，C# 会根据上下文推断类型。
• 表达式或语句块：Lambda 表达式的执行代码。如果是单个表达式，返回值会被自动推断。如果是多行代码，必须用 {} 包裹。

3、匿名函数转Lambda 表达式示例

• 匿名方法（使用 delegate）：

  delegate void MyDelegate(int x);
  MyDelegate d = delegate(int x) { Console.WriteLine(x); };
  d(10);
  

• Lambda 表达式：

  Action<int> d = (int x) => { Console.WriteLine(x); };
  d(10);
  

4、Lambda 表达式的使用

4.1 无参无返回值：

Action a = () => Console.WriteLine("无参无返回值的 Lambda 表达式");
a();

4.2 有参的无返回值：

Action<int> a2 = (int value) => Console.WriteLine($"有参数的 Lambda 表达式 {value}");
a2(100);

可以省略参数类型

Lambda 表达式的参数类型可以根据委托类型自动推断，所以可以省略参数类型。

Action<int> a3 = (value) => Console.WriteLine($"省略参数类型的写法 {value}");
a3(200);

4.3 有返回值：

使用 Func 委托时，Lambda 表达式可以有返回值。

Func<string, int> a4 = (value) =>
{
    Console.WriteLine($"有返回值的 Lambda 表达式 {value}");
    return 1;
};
Console.WriteLine(a4("123123"));

5、闭包

5.1 概念

• 闭包 是 Lambda 表达式捕获外部作用域中的变量的机制。
• Lambda 表达式不仅仅捕获变量的值，而是捕获了变量的引用。它可以在 Lambda 表达式的执行时继续访问这些变量，即使这些变量所在的作用域已经结束。

5.2 示例

闭包常常会在循环中表现出意外的行为，因为 Lambda 表达式捕获了循环变量的引用，而不是它的值。以下是一个例子：

public class ClosureInLoop
{
    public void Test()
    {
        List<Action> actions = new List<Action>();

        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            // Lambda 表达式捕获了循环变量 i 的引用
            actions.Add(() => Console.WriteLine(i));
        }

        // 输出的结果是 5 次 5，因为 Lambda 捕获的是 i 的引用，而不是它的值
        foreach (var action in actions)
        {
            action();
        }
    }
}

解释：

在上面的代码中，我们将 Lambda 表达式添加到一个列表中。每个 Lambda 表达式都捕获了循环变量 i 的引用。因为 Lambda 表达式没有立即执行，而是在循环结束后才被执行，所以它们访问的是最终的 i 值（即 5）。所有的 Lambda 表达式都会输出 5，而不是它们在创建时的 i 值。

5.3 如何避免这种问题？

如果你希望 Lambda 表达式捕获的是 i 在每次迭代时的值，而不是循环结束后的值，你可以在 Lambda 表达式中引入一个局部变量来保存当前的 i 值：

public class ClosureInLoopFix
{
    public void Test()
    {
        List<Action> actions = new List<Action>();

        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            int capturedValue = i;  // 将 i 的值保存到一个局部变量
            actions.Add(() => Console.WriteLine(capturedValue));
        }

        foreach (var action in actions)
        {
            action();  // 现在会输出 0, 1, 2, 3, 4
        }
    }
}

在这种情况下，capturedValue 是在每次循环时创建的一个新的局部变量，这样每个 Lambda 表达式都会捕获不同的 capturedValue，而不是 i 的引用。

5、总结

• Lambda 表达式 是匿名函数的简化写法，通常用于委托或事件处理。
• 语法：(参数列表) => 表达式/语句块。
• 闭包：Lambda 表达式可以捕获外部函数的局部变量，并且可以在外部函数已经结束后依然访问这些变量。

6、注意：

• Lambda 表达式使代码更简洁，但缺点是无法明确地移除或管理。
• 闭包 可能导致意外的引用或性能问题，特别是在循环或多次调用 Lambda 时。

三、委托和匿名函数的区别

C# 中的匿名函数和委托确实有一些相似之处，尤其是在代码外观上可能会让人觉得它们很像，但它们并不是同一个概念。

• 委托 是一种类型，它定义了方法的签名，并可以引用任何符合该签名的方法。
• 匿名函数 是没有显式名称的函数，它们可以在声明时立即定义行为，包括匿名方法和 Lambda 表达式。
• 委托和匿名函数一起使用：匿名函数可以被赋值给委托类型的变量，从而实现更灵活和简洁的编程风格。
• delegate 关键字 主要用于定义委托类型，但在匿名方法中也会出现，用于直接定义函数体。Lambda 表达式则不需要显式的 delegate 关键字。

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完结

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