C# 3.0 Lambda 運算式深度解析：語法、型別推斷、轉換規則與多載解析

從匿名方法到 Lambda：語法演進

C# 2.0 匿名方法語法冗長，Lambda 運算式（=>）提供函數式風格的簡潔語法：

// C# 2.0 匿名方法
delegate(int x) { return x + 1; }

// C# 3.0 Lambda
x => x + 1;                    // 隱含型別，運算式本體
x => { return x + 1; }         // 區塊本體
(int x) => x + 1;              // 顯式型別
(x, y) => x * y;               // 多參數
() => Console.WriteLine();     // 無參數

Lambda 參數型別推斷規則

• 顯式型別：參數清單完整指定型別，編譯器驗證一致性
• 隱含型別：參數型別從目標委派型別推斷（需有目標型別語境）
• 單一隱含型別參數可省略括號：x => x + 1

Lambda 轉換目標：委派 vs 運算式樹

Func<int, int> f = x => x + 1;              // 委派
Expression<Func<int, int>> e = x => x + 1; // 運算式樹

委派相容性檢查規則

Lambda L 可轉換為委派 D 需滿足：

1. 參數數量相同
2. 若 L 顯式型別 → D 參數型別/修飾詞須完全一致
3. 若 L 隱含型別 → D 不可有 ref/out 參數
4. 回傳型別相容性：
   • D 為 void：L 運算式本體需為合法 statement-expression；區塊本體不可有帶運算式的 return
   • D 非 void：L 運算式本體需隱含轉換為 D 回傳型別；區塊本體需所有路徑 return 且運算式可轉換

泛型方法型別推斷與 Lambda

Lambda 參與泛型方法型別推斷的「資訊流動」：

static Z F<X, Y, Z>(X value, Func<X, Y> f1, Func<Y, Z> f2) 
    => f2(f1(value));

double seconds = F("1:15:30", s => TimeSpan.Parse(s), t => t.TotalSeconds);
// 推斷流程：
// 1. "1:15:30" → X = string
// 2. s: string → TimeSpan.Parse(s) → Y = TimeSpan
// 3. t: TimeSpan → t.TotalSeconds → Z = double

多載解析中的 Lambda 優先序

當多個多載僅回傳型別不同時，Lambda 的推斷回傳型別決定最佳匹配：

class ItemList<T> {
    public int Sum(Func<T, int> selector) { ... }
    public double Sum(Func<T, double> selector) { }
}

var details = new ItemList<Detail>();
int totalUnits = details.Sum(d => d.UnitCount);           // 推斷 int → 呼叫 int 版本
double total = details.Sum(d => d.UnitPrice * d.UnitCount); // 推斷 double → 呼叫 double 版本

規則：若 Lambda 推斷回傳型別 R1 隱含轉換至 D1 回傳型別優於轉換至 D2，則 D1 勝出。