是否可以将幂函数实现为 lambda 表达式？

Question

我有一点空闲时间，所以开始在 C# 中摆弄一下 lambda 表达式，只是为了学习一些新东西。 所以我从一个简单的平方函数开始：

Func<int, int> square = x => x * x;

效果符合我的预期。接下来我尝试了这样的事情：

Func<int, int> cube = x => x * x * x;
Func<int, int> pow4 = x => square(x) * square(x);

这也像预期的那样工作。然后我很好奇，想做这样的事情：

Func<int, int, int> pow = (x,y) => ... // multiply x with itself, y-times  ;

我知道，有像 y = 0 这样的情况需要关心，递归算法可以做到这一点或使用 Math.pow()。 所以我的问题是：是否可以仅使用 lambda 表达式来计算整数的幂？它看起来怎么样？

提前致谢。

Answer 1

（不考虑负面力量，效率低下，不要这样做！）

迭代：

Func<int, int, int> pow = (x,y) => 
{
    if (y == 0)
        return 1;

    int result = x;
    for (int i = 1; i < y; i++)
    {
        result *= x;    
    }
    return result;
};

递归：

Func<int, int, int> pow = null;
pow = (x,y) => (y == 0) ? 1 : x * pow(x, y - 1);

Answer 2

这是一种使用递归的方法。

请注意，使用 Lambda 表达式声明函数并从 Lambda 表达式中抛出异常是 C# 7.0 的特性。

private int pow(int x, int y) 
        => 
        (y < 0) ? throw new ArgumentException("Negative exponent", nameof(y)) :
        (y == 0)  ? 1 :
        x * pow(x, y - 1);

Answer 3

这是迭代解决方案（适用于y>=1）：

        Func<int, int, int> pow = (x, y) =>
        {
            int result = 1;
            for (int i = 0; i < y; i++)
            {
                result *= x;
            }
            return result;
        };

这里我们使用它而不是一个语句（例如x => x * x），我们可以定义代码块（x => { ...; ...; ...; }）。如果你仔细想想，这和我们已经用方法做的事情完全一样！

static int ReturnFour() => 4;

static int ReturnFour() {
    return 4;
}

我们可以用 lambdas 做同样的事情。所以你可以写Func<int, int> square = x => { return x * x; }，而不是Func<int, int> square = x => x * x;。这让我们可以编写更复杂的东西，比如循环。

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这是递归解决方案（y>=1）：

        Func<int, int, int> pow = null;
        pow = (x, y) =>
            y == 1 ? x
                   : x * pow(x, y - 1);

我们使用一种叫做三元运算符的东西。它的工作原理是这样的：

bool condition = 1 > 0;
string result = (condition) ? ("Yes!") : ("No :-("); // Yes!

condition = 1 < 0;
string result2 = (condition) ? ("Yes!") : ("No :-("); // No :-( 

（注意在这种情况下括号是不必要的）

我们可以使用它来使用没有代码块{ ... } 的 if 语句。但要真正调用 lambda 本身，需要先定义它。 Lambda 尚未在其主体中定义，因此我们需要在开始编写主体之前定义它。解决方案是先将null（或其他）分配给它。