1. 介紹
想像你有一台咖啡機。通常它只負責煮咖啡，不會去做別的事，但有時主管會說：「你能不能在煮完咖啡後大喊『完成了！』？」— 這時就需要一個設定。我們不會重寫咖啡機本身，只是建立一個函式，讓它在結尾時呼叫。
在 C# 裡，這個角色就是 delegate — 它讓你可以把程式邏輯（方法、lambda 或匿名方法）傳進另一個方法，讓那個方法在需要的時候呼叫它。簡單講，delegate 是一種型別，可以儲存指向符合特定簽名的方法的引用。
Delegate 的定義
在 C# 中，delegate 是用關鍵字 delegate 來定義。範例：
// Delegate，會參考那些接受 int 並回傳 bool 的方法
public delegate bool PredicateInt(int x);
現在類型為 PredicateInt 的變數可以引用任何接受一個 int 並回傳 bool 的方法（或 lambda）。
delegate 有什麼用？
- 把邏輯以參數的形式傳遞（例如用在排序、過濾、處理事件）
- 訂閱事件（這部分後面會講）
- 實作回呼（callback）
- 建立彈性 API，讓呼叫者決定部分行為
簡單的視覺示意
| Delegate 類型 | 簽名 | 呼叫範例 |
|---|---|---|
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2. lambda 怎麼變成 delegate
語法
當你寫一個 lambda 表達式，例如 x => x > 5，本質上你是在建立一個 delegate 物件。lambda 不會「孤立存在」：它一定需要一個型別（要有人知道參數和回傳值長什麼樣）。所以在 C# 裡，lambda 表達式總是會被隱含地（或明確地）轉換成某個 delegate。
範例 1：把 delegate 綁到方法
// 明確定義 delegate 類型
public delegate bool MyPredicate(int number);
class Program
{
static void Main()
{
// 把 lambda 指派給 MyPredicate 類型的變數
MyPredicate isEven = x => x % 2 == 0;
Console.WriteLine(isEven(4)); // true
Console.WriteLine(isEven(7)); // false
}
}
範例 2：使用內建的 delegate
C# 內建了一組泛型 delegate：Action、Func<>、Predicate<>。幾乎在你寫 lambda 的地方都會看到它們。
// 使用 Func<int, bool>
Func<int, bool> isPositive = number => number > 0;
Console.WriteLine(isPositive(-5)); // false
3. 內建 delegate：Func, Action, Predicate
Func<...>
用於那些會接受參數並回傳值的方法。
簽名：
— 最後一個型別是回傳值，之前的都是參數型別，例如：
Func<int, string> — 接受 int，回傳 string
Func<int, string> intToString = number => "數字: " + number;
Console.WriteLine(intToString(7)); // "數字: 7"
Action<...>
用在只要執行某事但不需回傳（void）的情況。
Action<string> printHello = name => Console.WriteLine("嗨, " + name + "!");
printHello("瓦西里"); // "嗨, 瓦西里!"
Predicate<T>
本質上是 Func<T, bool> 的簡寫。用在需要對物件做布林檢查（true/false）的場景。
Predicate<int> isOdd = x => x % 2 != 0;
Console.WriteLine(isOdd(3)); // true
快速參考
| Delegate | 簽名 | 用途 |
|---|---|---|
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轉換、投影 |
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副作用、輸出 |
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過濾、搜尋 |
要為 lambda 選哪個 delegate？
- 如果預期有回傳值，就用 Func<...>
- 如果方法不回傳任何東西（void），用 Action<...>
- 如果需要做條件檢查，使用 Predicate<T>
範例：過濾清單
List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
// FindAll 期望的是 Predicate<int>
List<int> evenNumbers = numbers.FindAll(x => x % 2 == 0);
Console.WriteLine(string.Join(", ", evenNumbers)); // 2, 4, 6
4. 一些實用細節
lambda 與集合方法：底層發生了什麼？
當你呼叫集合方法並傳入 lambda，例如：
var adults = users.Where(u => u.Age >= 18);
方法 Where 期望的參數型別是 Func<T, bool>。也就是說，你的 lambda u => u.Age >= 18 會被編譯器轉成該型別的 delegate 物件。
流程圖：運作方式
你的 lambda --> 編譯器 C# --> delegate 物件 (Func<T, bool>)
(u => u.Age >= 18) [型別已知] (準備好可在 Where() 中被呼叫)
再說型別：型別推導
通常編譯器會自動推導出 delegate 的型別，只要上下文清楚。例如對於方法 List<T>.Find，它會期望 Predicate<T>，而編譯器會從方法簽名知道參數的型別。
List<string> words = new List<string> { "one", "two", "three" };
var result = words.Find(word => word.Length == 5); // Find 期望 Predicate<string>
Console.WriteLine(result); // "three"
如果上下文不明確，你就得幫編譯器一把：
// 明確指定型別
Func<int, bool> check = x => x > 10;
回傳 delegate：函數工廠
有時候方法會回傳 delegate，也就是建立「函數工廠」。這對於產生動態行為很方便。
// 回傳 delegate（lambda）的函數
Func<int, int> GetMultiplier(int factor)
{
return x => x * factor;
}
var times3 = GetMultiplier(3);
Console.WriteLine(times3(5)); // 15
這能工作的原因是 lambda (x => x * factor) 捕獲了外部的變數 factor（closure/閉包），並且被當作 Func<int, int> 型別的物件回傳。
5. 常見錯誤與誤解（delegate 與 lambda）
簽名不匹配
如果參數或回傳型別不一致，編譯器不會允許把 lambda 指派給該 delegate。
Func<int, int> f = x => "不能回傳字串！"; // 編譯錯誤
嘗試在沒有 delegate 的情況下使用 lambda 時的錯誤
你不能直接寫一個 lambda 然後嘗試呼叫它而不給它一個型別：
// 這樣不會成功 - 編譯器無法推導型別
// var myFunc = x => x * 2; // 錯誤 CS0815
// myFunc(10);
要讓它工作，你需要明確指定型別或提供上下文：
Func<int, int> myFunc = x => x * 2;
Console.WriteLine(myFunc(10)); // 20
混淆 Action、Func 和 Predicate
有時候會不小心選錯 delegate 類型，導致簽名不匹配。記住簡單規則：Func — 有回傳值時用，Action — 沒有回傳值（void）時用，Predicate<T> — 需要布林判斷（bool）時用。
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