38. 람다식(Lambda Expression)

람다식 : 익명 메소드를 만들기 위해 사용하는 식
- 람다식으로 만들어진 익명 메소드를 무명 함수(Anonymous Function) 라고 한다.

람다식 선언 형식

매개변수 목록 => 식

=> 연산자를 입력 연산자라고 한다.

delegate int AAA(int x, int y);
static void Main(string[] args){
    AAA aaa = (int x,int y) => x + y;
    }

(int x, int y) => x + y 라는 익명 메소드가 delegate 인 aaa에 전달되고 있는 모습
위의 코드는 다음과 같이 바꿔서 사용 가능

    AAA aaa = (x, y) => x + y;

delegate의 인자에 타입이 선언되어 있기에 가능
위의 익명 메소드(무명함수)는 기존에 익명 메소드를 사용하던 것 보다 간소화 되었다.

기존 델리게이트를 사용하던 방식

    delegate int AAA(int x, int y);

    static void Main(string[] args){
        AAA aaa = delegate(int x, int y)
                  {
                    return x+y;
                  }
    }

코드 사용 예제1

using System.Collections;

namespace LambdaEx
{       
    class Program
    {
        delegate int Sum(int x, int y);

        static void Main(string[] args)
        {
            Sum sum = (x, y) => x + y;

            Console.WriteLine($"{sum(10, 20)}");
        }
    }
}

람다식의 또 다른 표현

선언형식들 .. ? => 다양하게 사용될 듯


매개변수목록 => {
    실행코드 ... 
}

대리자 인스턴스 = () => { ... 실행코드 ... } 
// 매개변수가 없는 무명함수

대리자 인스턴스 = (매개변수) => { ... 실행코드 ... } 
// 매개변수가 있는 무명함수

사용예제 코드

using System.Collections;

namespace LambdaEx
{       
    class Program
    {
        delegate string SumString(string[] args);
        static void Main(string[] args)
        {
            SumString ss = (str) =>
            {
                string result = "";
                foreach (string s in str)
                {
                    result += s;
                }
                return result;
            };

            Console.WriteLine(ss(args));
        }
    }
}

.exe파일을 실행시켜 입력을 주면 해당 입력을 이어붙인 string 결과를 출력.

람다식 사용예제 코드 추가

class Program
{
    delegate int Calculate(int a , int b);
    delegate string Concatenate(string[] strs);

    static void Main(string[] args)
    {
        // 식 형식의 람다식
        Calculate cal1 = (a, b) => a + b;

        Console.WriteLine("{0} + {1} = {2}",3,4,cal1(3,4));

        // 문 형식의 람다식
        Concatenate concat = (arr) =>
        {
            string result = "";

            foreach (string str in arr)
            {
                result += str;
            }

            return result;
        };

        string[] txt = {"아버지가","방에", "들어가신다" };

        Console.WriteLine("아버지가 방에 들어가신다 => {0}", concat(txt));
    }
}

Output

3 + 4 = 7
아버지가 방에 들어가신다 => 아버지가방에들어가신다

Func 와 Action 을 사용한 무명함수 선언

기존 익명함수 혹은 무명함수를 사용하려면 매번 별개의 델리게이트를 선언해야하는 번거로움이 있다.
- MS는 이를 해결하기 위해 .Net프레임워크에 Func 와 Action 델리게이트를 미리 선언 해두었다.
- Func 델리게이트 => 결과를 반환하는 메소드를 참조하기 위해
- Action 델리게이트 => 결과를 반환하지 않는 메소드를 참조하기 위해

Func 델리게이트

선언형식

public delegate TResult Func<out TResult>()
public delegate TResult Func<in T1, out TResult>(T arg)
public delegate TResult Func<in T1, in T2, out TResult>(T1 arg1, T2 arg2)

...

16개 인자를 가진 것까지..

모든 Func 델리게이트의 형식 매개변수 중 가장 마지막에 있는 것이 반환형식이다.

간단한 사용예시

Func<int> func1 = () => 10; 
// 입력 매개변수는 없으며 무조건 int형값인 10을 반환 
Console.WriteLine(func1()); // 10 출력

Func<int, int> func2 = (x) => x * 2;
//입력 매개변수는 int 형식 하나, 반환 형식도 int
Console.WriteLine(func2(3)); // 6 출력

Func<int,int,int> func3 = (x,y) => x + y;
//입력 매개변수는 int 형식 둘, 반환 형식도 int
Console.WriteLine(func3(2,3)); // 5 출력

Func 델리게이트 사용 예제 코드

using System;

namespace FuncTest
{
    class MainApp
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Func<int> func1 = () => 10;
            // 입력 매개변수는 없으며 무조건 int형값인 10을 반환 
            Console.WriteLine(func1()); // 10 출력

            Func<int, int> func2 = (x) => x * 2;
            //입력 매개변수는 int 형식 하나, 반환 형식도 int
            Console.WriteLine(func2(3)); // 6 출력

            Func<int, int, int> func3 = (x, y) => x + y;
            //입력 매개변수는 int 형식 둘, 반환 형식도 int
            Console.WriteLine(func3(2, 3)); // 5 출력
        }
    }
}

Output

10
6
5

Action 델리게이트

Action 델리게이트는 Func와 거의 비슷하다.
차이점이라 하면 Action 델리게이트의 경우에는 반환 형식이 없다.

선언형식

public delegate void Action<>()
public delegate void Action<in T>(T1 arg)
public delegate void Action<in T1, in T2>(T1 arg1, T2 arg2)

...

16개 인자를 가진 것까지..

Action 델리게이트 사용 예제 코드

using System;

namespace ActionTest
{
    class MainApp
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Action act1 = () => Console.WriteLine("Action()");
            act1();

            int result = 0;
            Action<int> act2 = (x) => result = x * x;
            act2(3);


            Console.WriteLine("result : {0}", result);

            Action<double, double> act3 = (x, y) =>
             {
                 double pi = x / y;
                 Console.WriteLine("Action<T1, T2>({0}, {1}) : {2}", x, y, pi);
             };
            act3(22.0, 7.0);
        }
    }
}

Output

Action()
result : 9
Action<T1, T2>(22, 7) : 3.142857142857143

Func & Action 통합 예제 코드

using System;

class MainApp
{
    static void Main(string[] args)
    {

        Func<int> func1 = () => 10;
        // 입력 매개변수는 없으며 무조건 int형값인 10을 반환 
        Console.WriteLine(func1()); // 10 출력

        Func<int, int> func2 = (x) => x * 2;
        //입력 매개변수는 int 형식 하나, 반환 형식도 int
        Console.WriteLine(func2(3)); // 6 출력

        Func<int, int, int> func3 = (x, y) => x + y;
        //입력 매개변수는 int 형식 둘, 반환 형식도 int
        Console.WriteLine(func3(2, 3)); // 5 출력

        Action act1 = () => Console.WriteLine("Action()");
        act1();

        int result = 0;
        Action<int> act2 = (x) => result = x * x;
        act2(3);

        Console.WriteLine("result : {0}", result);

        Action<double, double> act3 = (x, y) =>
        {
            double pi = x / y;
            Console.WriteLine("Action<T1, T2>({0}, {1}) : {2}", x, y, pi);
        };
        act3(22.0, 7.0);
    }
}

Output

10
6
5
Action()
result : 9
Action<T1, T2>(22, 7) : 3.142857142857143

식 트리 (Expression Tree)

식을 트리로 표현한 자료구조
Expression 클래스의 파생클래스들을 이용해 식트리를 구성한다.


팩토리 메소드(Factory Method)

팩토리 메소드는 클래스의 인스턴스를 생성하는 일을 담당하는 메소드를 가리키는 용어이다.
C#에는 객체를 생성하는 생성자 메소드가 있긴하지만 가끔은 이것만으로 충분하지 않을 때가 있다. 
객체의 생성에 복잡한 논리가 필요한 경우, 객체 생성 과정을 별도의 메소드에 구현해 놓으면 코드의 복잡도를 상당히 줄일 수 있다.

Expression 클래스의 정적 팩토리 메소드들은 Expression 클래스의 파생 클래스인 ConstantExpression,
BinaryExpression 클래스 등의 인스턴스를 생성하는 기능을 제공함으로써 수고를 줄여준다.

`1*2+(x-y)` 식을 트리로 만든 후 컴파일 하는 예제 코드

using System;
using System.Linq.Expressions;

namespace UsingExpressionTree
{
    class MainApp
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 1 * 2 + (x - y)
            Expression const1 = Expression.Constant(1);
            Expression const2 = Expression.Constant(2);

            Expression leftExp = Expression.Multiply(const1, const2);

            Expression param1 = Expression.Parameter(typeof(int)); // x 를 위한 변수
            Expression param2 = Expression.Parameter(typeof(int)); // y 를 위한 변수

            Expression rightExp = Expression.Subtract(param1, param2);

            Expression exp = Expression.Add(leftExp, rightExp);

            Expression<Func<int,int,int>> expression = Expression<Func<int,int,int>>.Lambda<Func<int,int,int>>(exp, new ParameterExpression[]
            {
                (ParameterExpression)param1,
                (ParameterExpression)param2,
            });

            Func<int,int,int> func = expression.Compile();

            //x = 7, y = 8
            Console.WriteLine("1 * 2 + ({0} - {1}) = {2}", 7, 8, func(7,8));
        }
    }
}

Output

1 * 2 + (7 - 8) = 1

람다식을 이용해서 식 트리를 만드는 예제 코드

using System;
using System.Linq.Expressions;

namespace UsingExpressionTree
{
    class MainApp
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Expression<Func<int,int,int>> expression = (a,b) => 1 * 2 + (a - b);
            Func<int,int,int> func = expression.Compile();

            //x = 7, y = 8
            Console.WriteLine("1 * 2 + ({0} - {1}) = {2}", 7, 8, func(7, 8));
        }
    }
}

Output

1 * 2 + (7 - 8) = 1

앞서 만든 코드에 비해서 훨씬 간단하게 같은 결과를 도출할 수 있다.
하지만 이 경우에는 동적으로 식 트리를 만들기는 어렵다.
Expression 형식은 불변(Immutable)이기 때문에 한 번 인스턴스가 만들어지고 난 후에는 변경할 수 없기 때문이다.

38. 람다식(Lambda Expression)

람다식 선언 형식

기존 델리게이트를 사용하던 방식

코드 사용 예제1

람다식의 또 다른 표현

사용예제 코드

람다식 사용예제 코드 추가

Func 와 Action 을 사용한 무명함수 선언

Func 델리게이트

Func 델리게이트 사용 예제 코드

Action 델리게이트

Action 델리게이트 사용 예제 코드

Func & Action 통합 예제 코드

식 트리 (Expression Tree)

1*2+(x-y) 식을 트리로 만든 후 컴파일 하는 예제 코드

람다식을 이용해서 식 트리를 만드는 예제 코드

`1*2+(x-y)` 식을 트리로 만든 후 컴파일 하는 예제 코드