lambda表達式如何共享局部變量？

Question

我念叨lambda表達式，我已經看到了這個例子，

例1：

static Func<int> Natural() 
{ 
    int seed = 0; 
    return() => seed++; // Returns a closure 
} 

static void Main() 
{ 
    Func<int> natural = Natural(); 
    Console.WriteLine (natural()); // output : 0 
    Console.WriteLine (natural()); // output : 1 
} 

例2：

static Func<int> Natural() 
{ 
    return() => { int seed = 0; return seed++; }; 
} 

static void Main() 
{ 
    Func<int> natural = Natural(); 
    Console.WriteLine (natural()); // output : 0 
    Console.WriteLine (natural()); // output : 0 
} 

我無法理解爲什麼第一個例子輸出爲0和1.

Answer 1

lambda表達式可以引用其中它被定義（外變量）由lambda表達式被稱爲捕獲變量引用

外變量的方法的局部變量和參數。捕獲變量的lambda表達式稱爲閉包。

捕獲的變量進行評估時，實際上是調用委託，而不是當變量被抓獲：

int factor = 2; 
Func<int, int> multiplier = n => n * factor; 
factor = 10; 
Console.WriteLine (multiplier (3));   // 30 

Lambda表達式可以自己更新捕獲變量：

int seed = 0; 
Func<int> natural =() => seed++; 
Console.WriteLine (natural());   // 0 
Console.WriteLine (natural());   // 1 
Console.WriteLine (seed);    // 2 

捕獲的變量具有其生命期延伸到代表的時間。在下面的例子中，當自然完成執行時，局部變量種子通常會從範圍中消失。但由於種子已經被捕獲，其壽命延長到該俘獲代表的，天然：

static Func<int> Natural() 
{ 
    int seed = 0; 
    return() => seed++;  // Returns a closure 
} 

static void Main() 
{ 
    Func<int> natural = Natural(); 
    Console.WriteLine (natural());  // 0 
    Console.WriteLine (natural());  // 1 
} 

lambda表達式內實例化的局部變量是每個委託實例的調用是唯一的。如果我們重構我們前面的例子在lambda表達式中實例的種子，我們得到一個不同的（在這種情況下，不希望的）結果：

static Func<int> Natural() 
{ 
    return() => { int seed = 0; return seed++; }; 
} 

static void Main() 
{ 
    Func<int> natural = Natural(); 
    Console.WriteLine (natural());   // 0 
    Console.WriteLine (natural());   // 0 
} 

Answer 2

因爲第二個示例中的初始化代碼（int seed = 0）在每次調用時運行。

在第一個示例中，seed是捕獲的變量，該值超出該方法存在，因爲只有一個實例在調用之間保留其值。

更新：迴應David Amo的評論，解釋。

項1）

static Func<int> Natural() 
{ 
    int seed = 0; 
    return() => seed++; // Returns a closure 
} 

選項2）

static Func<int> Natural() 
{ 
    return() => { int seed = 0; return seed++; }; 
} 

選項3）

static Func<int> Natural() 
{ 
    int seed = 0; 
    return() => { seed = 0; return seed++;}; // Returns a closure 
} 

選項3返回相同的值，該值的選項2，但在內部可以作爲選項1 seed是Natural中定義的一個變量，但是由於它由代表捕獲它在方法退出後繼續存在。

，你可以用，看看發生了什麼事另一個測試是

static Func<int> Natural() 
{ 
    int seed = 1; 
    Func<int> returnValue =() => { return seed++; }; 
    seed = 2; 
    return returnValue; 
} 

Answer 3

int seed=0是匿名函數的範圍內，所以被稱爲每一個lambda表達式被調用時。它返回0然後增加1，但當函數再次被調用時被設置爲0。

在第一個示例中，seed變量聲明在該作用域之外，並且只有一個實例在調用之間保留其值。

Answer 4

看到編譯器生成可幫助您瞭解閉包是如何工作什麼樣的代碼。

在第一個示例中，您的lambda表達式被編譯爲閉包，封裝了seed變量。這意味着編譯器將生成一個包含seed實例的類，並且對該lambda表達式的所有調用都將增加該實例。

static Func<int> Natural() 
{ 
    int seed = 0; 
    return() => seed++; // Returns a closure 
} 

對於上面的拉姆達，編譯器會產生這樣的事情，並返回這個類的一個實例：

[CompilerGenerated] 
private sealed class <>c__DisplayClass1 
{ 
    public int seed; 

    public int <Natural>b__0() 
    { 
     return seed++; 
    } 
} 

所以，這樣的代碼：

Func<int> natural = Natural(); 
Console.WriteLine (natural()); // output : 0 
Console.WriteLine (natural()); // output : 1 

有效與

<>c__DisplayClass1 closure = //... 
Console.WriteLine (closure.<Natural>b__0()); // outputs 0 
Console.WriteLine (closure.<Natural>b__0()); // outputs 1