了解C#的Expression

发布于 2022年 01月 12日 10:41

我们书接上文,我们在了解LINQ下面有说到在本地查询IEnumerbale主要是用委托来作为传参,而解析型查询
IQueryable则用Expression来作为传参:

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public static IEnumerable<T> Where<T>(this IEnumerable<T> enumable, Func<T, bool> func) public static IQueryable<T> Where<T>(this IQueryable<T> queryable, Expression<Func<T, bool>> func)

那么我们就来聊聊有关表达式Expression里面的东西吧

Expression与Expression Tree#

首先我们来写下一些代码:

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Expression<Func<int, int>> expression = (num) => num + 5; Console.WriteLine($"NodeType:{expression.NodeType}"); Console.WriteLine($"Body:{expression.Body}"); Console.WriteLine($"Body Type: {expression.Body.GetType()}"); Console.WriteLine($"Body NodeType: {expression.Body.NodeType}");

输出如下:

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NodeType:Lambda Body:(num + 5) Body Type: System.Linq.Expressions.SimpleBinaryExpression Body NodeType: Add

我们将expression转为LambdaExpression看看都有啥:

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if (expression.NodeType == ExpressionType.Lambda) { var lambda = (LambdaExpression)expression; var parameter = lambda.Parameters.Single(); Console.WriteLine($"parameter.Name:{parameter.Name}"); Console.WriteLine($"parameter.Type:{parameter.Type}"); Console.WriteLine($"parameter.ReturnType:{lambda.ReturnType}"); }

输出如下:

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parameter.Name:num parameter.Type:System.Int32 parameter.ReturnType:System.Int32

由于我们知道expression.BodyBinaryExpression,那么我们就将其转为它,然后我们继续看下去:

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if (expression.Body.NodeType == ExpressionType.Add) { var binaryExpreesion = (BinaryExpression)expression.Body; Console.WriteLine($"Left Type:{binaryExpreesion.Left.GetType()}"); Console.WriteLine($"Left NodeType:{binaryExpreesion.Left.NodeType}"); Console.WriteLine($"Right Type:{binaryExpreesion.Right.GetType()}"); Console.WriteLine($"Right NodeType:{binaryExpreesion.Right.NodeType}"); if (binaryExpreesion.Left is ParameterExpression parameterExpreesion) { Console.WriteLine($"parameterExpreesion.Name:{parameterExpreesion.Name}"); Console.WriteLine($"parameterExpreesion.Type:{parameterExpreesion.Type}"); } if (binaryExpreesion.Right is ConstantExpression constantExpreesion) { Console.WriteLine($"constantExpreesion.Value:{constantExpreesion.Value}" ); } }

输出如下:

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Left Type:System.Linq.Expressions.PrimitiveParameterExpression`1[System.Int32] Left NodeType:Parameter Right Type:System.Linq.Expressions.ConstantExpression Right NodeType:Constant parameterExpreesion.Name:num parameterExpreesion.Type:System.Int32 constantExpreesion.Value:5

最后我们将表达式树转为委托:

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var @delegate = expression.Compile(); Console.WriteLine(@delegate?.Invoke(2));

输出:

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7 //2+5

实际上,通过Expression<Func<int, int>> expression = (num) => num + 5;,赋值后的expression 变成了一个表达式树,它的结构是这样的:

而有意思的是二元表达式树BinaryExpression是一个二叉树,而LambdaExpression则是一个支持参数的表达式,能够通过其Parameters属性知道传入的参数的类型和数量,通过ReturnType知道返回值是什么类型

而我们再看看整个关于Expression的继承关系链:

因此,我们也可以显式的通过各自Expreesion的实现子类来创建跟lambda表达式一样的结果:

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var parameterExpreesion1 = Expression.Parameter(typeof(int), "num"); BinaryExpression binaryExpression1 = Expression.MakeBinary(ExpressionType.Add, parameterExpreesion1, Expression.Constant(5)); Expression<Func<int, int>> expression1 = Expression.Lambda<Func<int, int>>(binaryExpression1, parameterExpreesion1); if (expression1.Body.NodeType == ExpressionType.Add) { var binaryExpreesion1 = (BinaryExpression)expression1.Body; Console.WriteLine($"Left Type:{binaryExpreesion1.Left.GetType()}"); Console.WriteLine($"Left NodeType:{binaryExpreesion1.Left.NodeType}"); Console.WriteLine($"Right Type:{binaryExpreesion1.Right.GetType()}"); Console.WriteLine($"Right NodeType:{binaryExpreesion1.Right.NodeType}"); if (binaryExpreesion1.Left is ParameterExpression parameterExpreesion2) { Console.WriteLine($"parameterExpreesion.Name:{parameterExpreesion2.Name}"); Console.WriteLine($"parameterExpreesion.Type:{parameterExpreesion2.Type}"); } if (binaryExpreesion1.Right is ConstantExpression constantExpreesion1) { Console.WriteLine($"constantExpreesion.Value:{constantExpreesion1.Value}"); } var @delegate1 = expression1.Compile(); Console.WriteLine(@delegate1(2));

输出结果:

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Left Type:System.Linq.Expressions.PrimitiveParameterExpression`1[System.Int32] Left NodeType:Parameter Right Type:System.Linq.Expressions.ConstantExpression Right NodeType:Constant parameterExpreesion.Name:num parameterExpreesion.Type:System.Int32 constantExpreesion.Value:5 result:7

我们则发现,结果是一模一样的,但是费劲了很多,因此用lamda构建表达式树是一个非常愉快的语法糖,让你能够愉快的在使用表达式和表达式树

参考#

  • 《C#7.0核心技术指南》

源码#

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