第13天：Lambda 表達式

課程簡介

今天，我們將學習 Lambda 表達式，這是 C# 中簡化函數表示的一種方式。Lambda 表達式讓您可以使用簡潔的語法來定義匿名方法（沒有名稱的方法），並常用於處理集合資料。Lambda 表達式特別適合搭配 LINQ 查詢和 委派 使用，能讓代碼更加直觀和簡潔。

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學習目標

• 理解 Lambda 表達式的基本概念和語法
• 學會如何將 Lambda 表達式應用於集合操作
• 瞭解 Lambda 表達式在 LINQ 查詢中的應用
• 透過練習掌握如何使用 Lambda 表達式提高程式碼效率

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課程內容

1. Lambda 表達式的基本語法

Lambda 表達式的語法如下：

(parameters) => expression

• parameters：輸入參數，可單一或多個。
• =>：Lambda 運算子，表示「轉換為」。
• expression：運算內容，通常是運算式或語句塊。

範例：

int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
var evenNumbers = numbers.Where(n => n % 2 == 0);

在這個範例中，n => n % 2 == 0 是 Lambda 表達式。它表示一個匿名方法，該方法接收一個 n 作為參數並返回 n % 2 == 0 的布林值，用於篩選陣列中的偶數。

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2. 使用 Lambda 表達式操作集合

Lambda 表達式最常見的用途是搭配集合的 Where、Select、OrderBy 等方法操作資料。這些方法屬於 LINQ 的一部分，可以用來篩選、轉換和排序集合。

範例：

List<string> names = new List<string> { "Alice", "Bob", "Charlie", "David" };

// 使用 Where 來篩選名字長度大於 3 的項目
var longNames = names.Where(name => name.Length > 3);

foreach (var name in longNames)
{
    Console.WriteLine(name);  // 輸出 "Alice", "Charlie", "David"
}

在這個範例中，name => name.Length > 3 是 Lambda 表達式，返回名字長度是否大於 3。

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3. Lambda 表達式與 LINQ 查詢

Lambda 表達式是 LINQ 查詢中非常強大的工具，您可以使用它快速對集合資料進行操作。以下是一些 LINQ 方法常用的 Lambda 表達式示例：

• Select：用於轉換集合中的每個元素。

  int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
  var squares = numbers.Select(n => n * n);
    
  foreach (var square in squares)
  {
      Console.WriteLine(square);  // 輸出 1, 4, 9, 16, 25
  }
  

• OrderBy：用於排序集合中的元素。

  List<string> fruits = new List<string> { "Apple", "Banana", "Cherry" };
  var sortedFruits = fruits.OrderBy(fruit => fruit.Length);
    
  foreach (var fruit in sortedFruits)
  {
      Console.WriteLine(fruit);  // 輸出 "Apple", "Cherry", "Banana"
  }
  

• Any：檢查集合中是否存在符合條件的元素。

  List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
  bool hasEven = numbers.Any(n => n % 2 == 0);
  Console.WriteLine(hasEven);  // 輸出 True
  

這些方法與 Lambda 表達式結合使用，能夠大幅簡化代碼，使其更具可讀性。

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4. 多行 Lambda 表達式

如果 Lambda 表達式的邏輯比較複雜，您可以使用 {} 包裹多行代碼。此時需要使用 return 關鍵字來返回結果。

範例：

Func<int, int, int> add = (a, b) =>
{
    int result = a + b;
    Console.WriteLine("Adding " + a + " and " + b);
    return result;
};

int sum = add(3, 4);  // 輸出 "Adding 3 and 4"
Console.WriteLine(sum);  // 輸出 7

在這個範例中，Lambda 表達式內部包含了多行程式碼，並返回相加的結果。

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5. 使用 Lambda 表達式作為委派

委派（Delegate）是 C# 中用來封裝方法的一種型別，您可以使用 Lambda 表達式來初始化委派。這在需要傳遞方法作為參數的情況下非常有用。

範例：

public delegate int Operation(int x, int y);

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Operation add = (x, y) => x + y;
        Operation multiply = (x, y) => x * y;

        Console.WriteLine(add(3, 4));  // 輸出 7
        Console.WriteLine(multiply(3, 4));  // 輸出 12
    }
}

在這個範例中，Operation 委派被初始化為兩個 Lambda 表達式，分別執行加法和乘法運算。

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實作練習

1. 使用 Where 篩選偶數
   • 建立一個包含多個整數的列表，並使用 Lambda 表達式篩選出偶數並顯示結果。

   List<int> numbers = new List<int> { 10, 15, 20, 25, 30 };
   var evenNumbers = numbers.Where(n => n % 2 == 0);
   
   Console.WriteLine("Even Numbers:");
   foreach (var num in evenNumbers)
   {
       Console.WriteLine(num);  // 輸出 10, 20, 30
   }
   

2. 使用 Select 計算平方
   • 使用 Select 將列表中所有數字的平方值計算出來並顯示。

   int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
   var squares = numbers.Select(n => n * n);
   
   Console.WriteLine("Squares:");
   foreach (var square in squares)
   {
       Console.WriteLine(square);  // 輸出 1, 4, 9, 16, 25
   }
   

3. 使用 Lambda 表達式作為委派
   • 定義一個委派，並使用 Lambda 表達式分別進行加法和減法運算。

   public delegate int Operation(int a, int b);
   
   class Program
   {
       static void Main(string[] args)
       {
           Operation add = (a, b) => a + b;
           Operation subtract = (a, b) => a - b;
   
           Console.WriteLine("Addition: " + add(10, 5));  // 輸出 15
           Console.WriteLine("Subtraction: " + subtract(10, 5));  // 輸出 5
       }
   }
   

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教學重點

• 了解 Lambda 表達式的語法和基本概念。
• 學會使用 Lambda 表達式操作集合資料。
• 掌握在 LINQ 中使用 Lambda 表達式來篩選、轉換、排序資料。
• 使用 Lambda 表達式作為委派，提高程式碼的靈活性和簡潔性。

在下一節中，我們將深入探討 LINQ 查詢語法，並學習如何高效地查詢和操作資料集合。