.NET C#中的Func、Predicate和Expression用法详解

在 .NET C# 中，Func、Predicate 和 Expression 是非常常见的委托类型和表达式树，广泛用于函数式编程、数据查询（如 LINQ）以及表达式编译等场景。以下是它们的详细用法和区别。

1. Func

Func 是一个通用委托，用于表示返回值类型的函数。可以有 0 到 16 个输入参数，最后一个类型参数是返回值的类型。

Func 基本语法

public delegate TResult Func();

T1, T2... 是输入参数的类型。TResult 是返回值的类型。

Func 用法示例

无参数的 Func

Func getRandomNumber = () => new Random().Next(1, 100);

Console.WriteLine(getRandomNumber()); // 输出随机数

一个输入参数

Func square = x => x * x;

Console.WriteLine(square(5)); // 输出 25

多个输入参数

Func add = (a, b) => a + b;

Console.WriteLine(add(3, 4)); // 输出 7

2. Predicate

Predicate 是一个专门的委托，用于表示一个返回布尔值的函数，通常用来表示条件判断。

Predicate 基本语法

public delegate bool Predicate(T obj);

T 是输入参数的类型。返回值为 bool。

Predicate 用法示例

检查是否为偶数

Predicate isEven = x => x % 2 == 0;

Console.WriteLine(isEven(4)); // 输出 True

Console.WriteLine(isEven(5)); // 输出 False

结合 List 使用

var numbers = new List { 1, 2, 3, 4, 5 };

var evenNumbers = numbers.FindAll(x => x % 2 == 0);

Console.WriteLine(string.Join(", ", evenNumbers)); // 输出 2, 4

3. Expression

Expression 表示一个表达式树，可以用来描述代码块的结构，而不是立即执行它。常用于 LINQ 和动态编译场景。

Expression 基本语法

public class Expression : LambdaExpression

TDelegate 是委托类型，如 Func 或 Predicate。可以用于构建动态查询或生成代码。

Expression 用法示例

创建简单的表达式树

Expression> squareExpression = x => x * x;

Console.WriteLine(squareExpression); // 输出 x => (x * x)

编译并执行表达式树

var compiled = squareExpression.Compile();

Console.WriteLine(compiled(5)); // 输出 25

动态构建查询

Expression> isEvenExpression = x => x % 2 == 0;

var compiledPredicate = isEvenExpression.Compile();

Console.WriteLine(compiledPredicate(4)); // 输出 True

Console.WriteLine(compiledPredicate(5)); // 输出 False

与 LINQ 一起使用

在 ORM（如 Entity Framework）中，Expression 是非常关键的，用于动态生成 SQL 查询。

Expression> isActiveUser = user => user.IsActive;

var activeUsers = dbContext.Users.Where(isActiveUser).ToList();

比较和区别

总结

Func 是最通用的委托类型，用于定义任何返回值的函数。

Predicate 是 Func 的特殊形式，专门用于布尔值判断。

Expression 不直接执行，而是用于描述代码结构，主要应用于 LINQ 和动态编译场景。

选择哪种工具取决于需求：

如果需要快速执行，使用 Func 或 Predicate。

如果需要动态生成或操作表达式，使用 Expression。