[.NET]快快樂樂學LINQ系列前哨戰－內建的委派型別
前言
距離上一篇 [.NET]快快樂樂學LINQ系列前哨戰－Lambda的簡介 已經 15 個月了（汗）。
承續上一篇提到 delegate 從 C# 1.0 一路簡化到 C# 3.0 Lambda 的方式，接下來這一篇則是要介紹三個 LINQ 常用到內建的委派型別：Func<T1, TResult> 、 Action<T1> 跟 Predicate<T> 。
看完這篇文章的說明之後，以後看 MSDN 中那一堆看起來很恐怖的方法簽章，就不會再這麼害怕了。
Func<T1, TResult> 緣由
介紹 Func 之前，先來回顧一下，之前我們是怎麼使用 delegate 的。
原本使用 delegate 基本上需要四個步驟：
- 宣告 delegate 的 type
- 定義滿足 delegate type 簽章的方法內容
- 建立一個 delegate 的 instance
- 呼叫 delegate instance 的 Invoke 方法，並將對應的參數傳入。
也因為之前的 delegate 使用太過囉嗦，所以會有匿名委派，進而後面的 Lambda 。
再來看另一種情境，如下：
只因為型別不同，導致要寫相當多的多載方法，這時候可以透過泛型（generic）來簡化寫法，如下圖所示：
如果上面那兩個方法的使用場景是需要透過 delegate 來呼叫，那就得宣告好幾種因應不同 type 的 delegate ，那程式碼就更囉嗦了，如下圖所示：
這時候，只需要使用泛型委派就可以有泛型的簡潔，以及委派的彈性，如下圖所示：
當然啦，以上面的例子如果 n 與 d 需要同一個型別，那我們應該只需要 T1 即可，不需要 T2 。如果連 return 的 type 也要一樣的話，那泛型委派應該宣告成：
public delegate T AdditionDelegate<T>(T n, T d);
上面的這個範例，雖是泛型委派，但仍是具名的，也就是我們得先宣告一個 delegate 的 type ，才能開始用它。
如果把上面變成匿名委派呢？也就是把明確定義委派的功夫省略，這時候，我們就可以用 Func 。
先來看一下，對應上面的例子，如果換成 Func 時，會有什麼差異。如下圖所示：
在 context 端要使用原本的 AdditionDelegate 的部份，直接用 Func<T1, T2, TResult> 就可以取代了。
所以，究竟什麼是 Func<T1, T2, TResult> 呢？
Func<T1, T2, TResult> 其實就是 C# 幫忙將上面的 public delegate 宣告封裝起來而已（就像 EventHandler 也是這樣的語法糖衣）。
也就是 Func<T1, T2, TResult> 可以這麼解釋：有一個 delegate，需要傳入 2 個參數，其型別分別為 T1 與 T2 ，而回傳值型別為 TResult 。
也因此， Func 一定至少會有個泛型型別 TResult ，因為方法可以沒有參數，但一定要有回傳值。（誰說方法一定要有回傳值，我不能是 void 嗎？答案是可以的， void 的部份，是 Action<T> 在做的事）
這邊我們以 LINQ 中的 Select<TSource, TResult>() 方法來當個例子，先看到 Select 常見的方法簽章：
除了第一個 this IEnumerable<TSource> 為擴充方法所針對的型別外，需額外傳入一個 Func<TSource, TResult> 的參數。（也就是要傳入一個委派，傳入一個型別為 TSource 的參數， 回傳一個型別為 TResult 的回傳值）
Context 端的說明如下圖所示：
以上圖的例子，這邊的 p => p.Name 的型別，其實就是用 Lambda 來表示匿名方法的匿名委派，其型別為 Func<TSource, TResult> ，在這例子 generic 的部份， TSource 就是 typeof(Person) ， TResult 則是 string 。
（至於 Select 方法的實作內容，後續我們會提到）
總結一句話，Func<T1, T2, …, Tn, TResult> 就代表一個 delegate ，有 n 個參數，其型別分別為 T1, T2, …, Tn，有一個回傳值，其型別為 TResult ，這也是為什麼這個型別參數會被命名為 TResult 的原因。
Action<T1>
有了前面 Func 的簡介，要介紹 Action 就簡單多了。
Func 就是把會回傳 TResult 的 delegate 封裝起來，而 Action 就是把回傳 void 的 delegate 封裝起來。
所以 Action<T1> 攤開就等同於：
public delegate void Action<T1>(T1 obj);
舉個例子，List<T>.ForEach()，就是傳入 Action<T> 的參數。
還有個跟 Func 比較不一樣的地方，就是 Action 可以是一個非泛型的委派，因為 delegate 可以沒有參數，也可以是 void 。因此 Action() 就代表 public delegate void Action(); 搭配 Lambda 使用上就會像下面這樣：
Func<T> 與 Action<T> 簡單的比較圖，如下圖所示：
Func<T> 的 T 是回傳型別，而 Action<T> 的 T 是第一個參數的型別。
Predicate<T>
介紹完最基底的兩種 delegate: Func 與 Action 後，接下來要介紹 Predicate<T> ，這個就跟 EvenHandler<T> 的情境比較接近一些。 EventHandler 其實就是 public delegate void EventHandler<TEventArgs>(object sender, TEventArgs e) 的封裝。因為事件幾乎都是以這樣的簽章存在。
而 Predicate<T> 呢？ 其實就是下面這個 delegate 的封裝：
public delegate bool Predicate<T>(T obj);
一言以蔽之，Predicate 就是：一個委派，需傳入一個參數型別為 T ，回傳值型別為 bool 。
Predicate<T> 常用在哪邊呢？ 最常用在判斷式，例如 LINQ 的 Where() ，如下圖所示：
這邊的 p => p.Age >= 18 ，其實就是 Func<Person,bool> 的型別，只是跟上面的 Select() 例子一樣，使用 Lambda 來表示匿名方法的內容。
結論
簡單摘要一下：
- Func<T1, T2, TResult> 就是代表一個 delegate ，需傳入 2 個參數，其型別分別為 T1 與 T2 ，且這個 delegate 會回傳 TResult 型別的回傳值。
- Action<T1, T2> 就是代表一個 delegate ，需傳入 2 個參數，其型別分別為 T1 與 T2 ，且這個 delegate 是回傳 void 。
- Predicate<T> 就代表一個 delegate ，需傳入 1 個參數，其型別為 T ，且這個 delegate 是回傳 bool。
而在 LINQ 中，Enumerable 這個 static class 幾乎都是針對 IEnumerable<TSource> 設計擴充方法，而後面往往要傳入的 delegate ，基本上就是將 IEnumerable<TSource> 展開 （用GetEnumerator() 或 foreach），然後每一個 TSource 再傳入 delegate 當參數，取得回傳值，處理之後 yield return 就會變成 IEnumerable<TSource> 或 IEnumerable<TResult> ，回傳單一值的話，就不會有 yield return。
感謝
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