c# 中的 lamda 表达式详解

Lambda 表达式在 C# 中是生成委托或表达式树的正式机制，核心区别在于执行时机和 API 要求：IEnumerable.Where 用 Func 直接执行，IQueryable.Where 必须用 Expression 才能翻译为 SQL，类型错误会导致运行时异常或查询失败。

Lambda 表达式在 C# 中不是语法糖，而是编译器生成委托或表达式树的正式机制——它既可运行（Func），也可被“看”（Expression>），这点决定了你用错场景时会直接报错或查不到数据。

什么时候该用 Func，什么时候必须用 Expression

核心区别不在写法，而在「执行时机」和「目标 API 要求」：

• 如果调用的是 IEnumerable.Where()（如内存 List）、Task.Run()、事件注册，用 x => x.Age > 18 就是 Func，直接执行，快且无限制
• 如果调用的是 IQueryable.Where()（如 Entity Framework、LINQ to SQL），API 实际接收的是 Expression> —— 它不执行，而是把 lambda “翻译成 SQL”。此时若你传入一个已编译的委托（比如先赋值给 Func 变量再传），会抛出 InvalidOperationException: The LINQ expression could not be translated
• 显式声明类型可避免歧义：

  Expression> expr = p => p.Name.StartsWith("A"); // ✅ 可被 EF 翻译
  Func func = p => p.Name.StartsWith("A"); // ❌ 传给 IQueryable.Where 会失败

=> 左右两边的类型推断规则和常见翻车点

编译器能推类型，但只在上下文明确时才可靠；一旦模糊，就报错或行为异常：

• 单参数可省括号：x => x.Length 合法；但 x, y => x + y ❌ 必须写成 (x, y) => x + y
• 参数类型不能靠“猜”：当没有目标委托类型（比如单独写 var f = x => x * 2;），C# 10+ 支持隐式泛型推导，但若用于方法重载，可能选错重载项
• 返回类型必须严格匹配：写 (int x) => x.ToString() 给 Func 没问题，但给 Func 会失败（C# 不自动协变返回类型）
• 空参数必须写 ()：() => "hello" ✅，=> "hello" ❌ 编译错误

闭包捕获变量的真实生命周期和陷阱

Lambda 捕获的是「变量本身」，不是「值快照」——这导致循环中常出现所有委托都引用最后一个值的问题：

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• 典型错误：

  var handlers = new List();
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
      handlers.Add(() => Console.WriteLine(i)); // 全部输出 3
  }

• 修复方式：在循环内创建局部副本：

  for (int i = 0; i < 3; i++) {
      int localI = i;
      handlers.Add(() => Console.WriteLine(localI)); // 输出 0, 1, 2
  }

• 注意：捕获的变量只要还有委托引用它，就不会被 GC 回收。长期存活的委托（如静态事件处理器）意外捕获大对象，会造成内存泄漏

语句块 Lambda 的 return 和 void 返回必须显式处理

表达式形式（x => x * 2）自动返回；但语句块（{ ... }）必须手动 return，否则编译失败：

• 正确：

  Func f = x => {
      if (x < 0) return 0;
      return x * x;
  };

• 错误：

  Func f = x => {
      Console.WriteLine(x); // ❌ 缺少 return，编译报错 CS0161
  };

• 如果是 Action（无返回值），语句块里就不能写 return 表达式，只能写 return; 或不写

真正容易被忽略的，是表达式树和委托在底层根本不是同一个东西——EF 报错时不会告诉你“你用了委托而不是表达式”，只会说“无法翻译”。遇到查询失败，第一反应不该是改逻辑，而应检查变量类型声明是否强制为 Expression。