背景

前段时间在知识星球上立了一个Flag，至少写10篇关于 Python，Matlab 和 C# 对比的总结。

这是第 2 篇，从定义和应用两个角度来对比 Python 的匿名函数与 C# 的Lambda表达式。

匿名函数/Lambda表达式的定义

Python 匿名函数

在 Python 里有两类函数：

第一类：用 def 关键词定义的正规函数
第二类：用 lambda 关键词定义的匿名函数

python 使用 lambda 关键词来创建匿名函数，而非def关键词，它没有函数名，其语法结构如下：

lambda argument_list: expression

lambda - 定义匿名函数的关键词。
argument_list - 函数参数，它们可以是位置参数、默认参数、关键字参数，和正规函数里的参数类型一样。
:- 冒号，在函数参数和表达式中间要加个冒号。
expression - 只是一个表达式，输入函数参数，输出一些值。

注意：

expression 中没有 return 语句，因为 lambda 不需要它来返回，表达式本身结果就是返回值。
匿名函数拥有自己的命名空间，且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。

【例】

def sqr(x):
    return x ** 2


print(sqr)
# <function sqr at 0x000000BABD3A4400>

y = [sqr(x) for x in range(10)]
print(y)
# [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

lbd_sqr = lambda x: x ** 2
print(lbd_sqr)
# <function <lambda> at 0x000000BABB6AC1E0>

y = [lbd_sqr(x) for x in range(10)]
print(y)
# [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

sumary = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2
print(sumary(10, 20))  # 30

func = lambda *args: sum(args)
print(func(1, 2, 3, 4, 5))  # 15

C# Lambda表达式

Lambda 表达式是匿名委托更为简洁的一种写法，这个概念来自函数式编程，很多语言都加入了这个功能。通俗点讲，你需要写一个函数，但是懒得给它起名字，而且懒得写那么多封装和类，并且可能就这个地方调用，其它地方几乎不调用这段代码，那么我们就可以用这个来搞定。

Lambda 运算符：

“=>” 运算符将表达式分为两部分，左边指定输入参数，右边是 Lambda 的主体，表达式或语句块。

Lambda 表达式：

一个参数：param => expr;
多个参数：(param-list) => expr;

【例】

static void Print<T>(List<T> lst)
{
    foreach (T item in lst)
    {
        Console.Write(item + " ");
    }
    Console.WriteLine(Environment.NewLine);
}

static void Main(string[] args)
{
    Func<int, int> sqr = delegate (int x) { return x * x; };
    Func<int, int> lbd_sqr = x => x * x;

    List<int> y1 = new List<int>();
    List<int> y2 = new List<int>();
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        y1.Add(sqr(i));
        y2.Add(lbd_sqr(i));
    }
    Print(y1);// 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81
    Print(y2);// 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81

    Func<int, int, int> sumary = (arg1, arg2) => arg1 + arg2;
    Console.WriteLine(sumary(10, 20)); //30

    Func<int[], int> sum = x => x.Sum();
    Console.WriteLine(sum(new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 }));//15
}

匿名函数/Lambda表达式的应用

Python 匿名函数

匿名函数常常应用于函数式编程的高阶函数 (high-order function)中。

如，在 filter和map函数中的应用：

filter(function, iterable) 过滤序列，过滤掉不符合条件的元素，返回一个迭代器对象，如果要转换为列表，可以使用 list() 来转换。

【例】

odd = lambda x: x % 2 == 1
templist = filter(odd, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
print(list(templist))  # [1, 3, 5, 7, 9]

map(function, *iterables) 根据提供的函数对指定序列做映射。

【例】

m1 = map(lambda x: x ** 2, [1, 2, 3, 4, 5])
print(list(m1))  
# [1, 4, 9, 16, 25]

m2 = map(lambda x, y: x + y, [1, 3, 5, 7, 9], [2, 4, 6, 8, 10])
print(list(m2))  
# [3, 7, 11, 15, 19]

除了 Python 这些内置函数，我们也可以自己定义高阶函数。

【例】

def apply_to_list(fun, some_list):
    return fun(some_list)

lst = [1, 2, 3, 4, 5]
print(apply_to_list(sum, lst))
# 15

print(apply_to_list(len, lst))
# 5

print(apply_to_list(lambda x: sum(x) / len(x), lst))
# 3.0

C# Lambda表达式

Lambda 表达式常常应用于 LINQ 的扩展函数中。

Where 扩展：属于System.Linq，基于谓词筛选值序列，返回一个包含输入序列中满足条件的元素集合。

public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate);

【例】

static void Print<T>(T[] nums)
{
    foreach (T item in nums)
    {
        Console.Write(item + " ");
    }
    Console.WriteLine(Environment.NewLine);
}

static void Main(string[] args)
{
    int[] nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
    int[] result = nums.Where(x => x % 2 == 1).ToArray();
    Print(result);// 1 3 5 7 9
}

Select 扩展：属于System.Linq，将序列中的每个元素投影到新表单。

public static IEnumerable<TResult> Select<TSource, TResult>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TResult> selector);

【例】

static void Print<T>(T[] nums)
{
    foreach (T item in nums)
    {
        Console.Write(item + " ");
    }
    Console.WriteLine(Environment.NewLine);
}

static void Main(string[] args)
{
    int[] nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
    int[] result = nums.Select(x => x * x).ToArray();
    Print(result);//1 4 9 16 25  

    int[][] nums1 = new int[5][] {
        new int[]{ 1,2 },
        new int[]{ 3,4 },
        new int[]{ 5,6 },
        new int[]{ 7,8 },
        new int[]{ 9,10 }
    };
    result = nums1.Select(x => x[0] + x[1]).ToArray();
    Print(result);// 3 7 11 15 19
}

【例】

static int Apply_To_List(Func<int[],int> func,int[] list)
{
    return func(list);
}
static double Apply_To_List(Func<int[], double> func, int[] list)
{
    return func(list);
}

static void Main(string[] args)
{
    int[] nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
    int result = Apply_To_List(x => x.Sum(), nums);
    Console.WriteLine(result); // 15

    result = Apply_To_List(x => x.Length, nums);
    Console.WriteLine(result); // 5

    double result1 = Apply_To_List(x => 1.0 * x.Sum() / x.Length, nums);
    Console.WriteLine(result1); // 3
}

总结

函数式编程是当今比较流行的以简洁著称的一种编程方式。而匿名函数/Lambda表达式是这种编程方式的基础。

前段时间看到教务处通知老师们上报线上考试的方案，感觉这个学期可能不会开学了。今天看到通知6月8日毕业生可以申请返校，也就意味着让他们回去收拾东西办理离校手续准备毕业了。不管怎样，希望疫情尽快过去吧。

今天就到这里吧。See You！

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我是终身学习者“老马”，一个长期践行“结伴式学习”理念的 中年大叔。

我崇尚分享，渴望成长，于2010年创立了“LSGO软件技术团队”，并加入了国内著名的开源组织“Datawhale”，也是“Dre@mtech”、“智能机器人研究中心”和“大数据与哲学社会科学实验室”的一员。

愿我们一起学习，一起进步，相互陪伴，共同成长。

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