Делегаты и лямбда-выражения

  • Статья

Делегат определяет тип, представляющий ссылки на методы с определенным списком параметров и типом возврата. Метод (статический или экземпляр), список параметров и соответствие типа возвращаемого типа можно назначить переменной этого типа, а затем вызвать напрямую (с соответствующими аргументами) или передать в качестве аргумента другому методу, а затем вызвать. В следующем примере показано использование делегата.

using System;
using System.Linq;

public class Program
{
    public delegate string Reverse(string s);

    static string ReverseString(string s)
    {
        return new string(s.Reverse().ToArray());
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        Reverse rev = ReverseString;

        Console.WriteLine(rev("a string"));
    }
}
  • Строка public delegate string Reverse(string s); создает тип делегата метода, который принимает строковый параметр, а затем возвращает строковый параметр.
  • Метод static string ReverseString(string s) , имеющий точно тот же список параметров и тип возвращаемого значения, что и определенный тип делегата, реализует делегат.
  • Строка Reverse rev = ReverseString; показывает, что метод можно назначить переменной соответствующего типа делегата.
  • Строка Console.WriteLine(rev("a string")); показывает, как использовать переменную типа делегата для вызова этого делегата.

Чтобы упростить процесс разработки, платформа .NET содержит набор типов делегата, которые программисты могут повторно использовать, не создавая новые. Это типы Func<>, Action<> и Predicate<>, и их можно использовать без определения новых типов делегатов. Между этими типами существуют некоторые различия, связанные с их назначением.

  • Action<> применяется, когда требуется выполнить действие с использованием аргументов делегата. Метод, который он инкапсулирует, не возвращает значение.
  • Func<> обычно используется при наличии преобразования, то есть когда требуется преобразовать аргументы делегата в другой результат. В качестве примера можно привести проекции. Метод, который он инкапсулирует, возвращает указанное значение.
  • Predicate<> используется, когда требуется определить, удовлетворяет ли аргумент условию делегата. Он также может быть записан как Func<T, bool>, что означает, что метод возвращает логическое значение.

Теперь можно обратиться к приведенному выше примеру и переписать его, используя делегат Func<> вместо пользовательского типа. При этом работа программы не изменится.

using System;
using System.Linq;

public class Program
{
    static string ReverseString(string s)
    {
        return new string(s.Reverse().ToArray());
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        Func<string, string> rev = ReverseString;

        Console.WriteLine(rev("a string"));
    }
}

В этом простом примере определение метода за пределами метода Main может показаться излишним. В .NET Framework 2.0 введена концепция анонимных делегатов, с помощью которых можно создавать "встроенные" делегаты без указания дополнительного типа или метода.

В следующем примере анонимный делегат отфильтровывает из списка только четные числа, а затем выводит их на консоль.

using System;
using System.Collections.Generic;

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        List<int> list = new List<int>();

        for (int i = 1; i <= 100; i++)
        {
            list.Add(i);
        }

        List<int> result = list.FindAll(
          delegate (int no)
          {
              return (no % 2 == 0);
          }
        );

        foreach (var item in result)
        {
            Console.WriteLine(item);
        }
    }
}

Как видно, тело делегата представляет собой набор выражений, как в любом другом делегате. Но вместо использования отдельного определения мы описали его напрямую в нашем вызове метода List<T>.FindAll.

Однако даже при таком подходе остается довольно много кода, от которого можно избавиться. Как раз для этого и могут пригодиться лямбда-выражения. Лямбда-выражения были введены в C# 3.0 в качестве одного из стандартных блоков LINQ. Они предоставляют более удобный синтаксис для использования делегатов. Они объявляют список параметров и тело метода, но не имеют официального удостоверения, если они не назначены делегату. В отличие от делегатов их можно напрямую назначать в правой части при регистрации событий, а также в различных предложениях и методах LINQ.

Поскольку лямбда-выражение представляет собой просто еще один способ указания делегата, можно переписать приведенный выше пример, чтобы использовать лямбда-выражение вместо анонимного делегата.

using System;
using System.Collections.Generic;

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        List<int> list = new List<int>();

        for (int i = 1; i <= 100; i++)
        {
            list.Add(i);
        }

        List<int> result = list.FindAll(i => i % 2 == 0);

        foreach (var item in result)
        {
            Console.WriteLine(item);
        }
    }
}

В предыдущем примере используется лямбда-выражение i => i % 2 == 0. Повторим, что это просто очень удобный синтаксис для использования делегатов. Сам принцип действия аналогичен анонимному делегату.

Лямбда-выражения — это обычные делегаты, поэтому их без проблем можно использовать в качестве обработчика событий, как показано в следующем фрагменте кода.

public MainWindow()
{
    InitializeComponent();

    Loaded += (o, e) =>
    {
        this.Title = "Loaded";
    };
}

В этом контексте оператор += используется для подписки на событие. Дополнительные сведения см. в разделе Практическое руководство. Подписка и отмена подписки на события.

Дополнительные сведения и ресурсы