C# 表達(dá)式樹(shù)講解（一）

一、前言


一直想寫(xiě)一篇Dpper的定制化擴(kuò)展的文章，但是里面會(huì)設(shè)計(jì)到對(duì)Lambda表達(dá)式的解析，而解析Lambda表達(dá)式，就必須要知道表達(dá)式樹(shù)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。我希望能通過(guò)對(duì)各個(gè)模塊的知識(shí)點(diǎn)或者運(yùn)用能夠多一點(diǎn)的講解，能夠幫助到園友了解得更多。雖然講解得不全面，如果能成為打開(kāi)這塊的一把鑰匙，也是蝸牛比較欣慰的。

表達(dá)式系列目錄

C# 表達(dá)式樹(shù)講解（一）

C# 表達(dá)式樹(shù)遍歷（二） <https://www.cnblogs.com/snailblog/p/11521335.html>

C# 表達(dá)式樹(shù)分頁(yè)擴(kuò)展（三） <https://www.cnblogs.com/snailblog/p/11521359.html>

C# 表達(dá)式樹(shù)Lambda擴(kuò)展（四） <https://www.cnblogs.com/snailblog/p/11525118.html>

二、表達(dá)樹(shù)理解


表達(dá)式樹(shù)以樹(shù)形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示代碼，其中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一種表達(dá)式，它將我們?cè)瓉?lái)可以直接由代碼編寫(xiě)的邏輯以表達(dá)式的方式存儲(chǔ)在樹(shù)狀的結(jié)構(gòu)里，從而可以在運(yùn)行時(shí)去解析這個(gè)樹(shù)，然后執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的編輯和執(zhí)行代碼。在.Net
里面的Linq to SQL就是對(duì)表達(dá)式樹(shù)的解析。


這里先講解下表達(dá)式和表達(dá)式樹(shù)，表達(dá)式相信大家都知道，比如x+5或者5，都可以算是表達(dá)式，而表達(dá)式樹(shù)里面的樹(shù)指的二叉樹(shù)，也就是表達(dá)式的集合，C#中的Expression類就是表達(dá)式類。對(duì)于一棵表達(dá)式樹(shù)，其葉子節(jié)點(diǎn)都是參數(shù)或者常數(shù)，非葉子節(jié)點(diǎn)都是運(yùn)算符或者控制符。

2.1、表達(dá)式的創(chuàng)建

Lambda表達(dá)式方法：
Expression<Func<int, int,bool>> fun = (x, y) => x < y
這種方法創(chuàng)建出的表達(dá)式根節(jié)點(diǎn)類型為ExpressionType.Lambda，Type類型為返回值類型typeof(bool)

組裝法（通過(guò) API 創(chuàng)建表達(dá)式樹(shù)）：
ParameterExpression numParam = Expression.Parameter(typeof(int), "num");
ConstantExpression five = Expression.Constant(5,typeof(int)); BinaryExpression
numLessThanFive = Expression.LessThan(numParam, five); Expression<Func<int, bool
>> lambda1 = Expression.Lambda<Func<int, bool>>( numLessThanFive, new
ParameterExpression[] { numParam });

我們先創(chuàng)建了兩個(gè)參數(shù)表達(dá)式num和5，然后用LessThan組裝在一起，最終的表達(dá)式為“num<5”，expr的節(jié)點(diǎn)類型為L(zhǎng)essThan，Type類型為typeof(bool)

我們先看看表達(dá)式樹(shù)里面的構(gòu)造


首先Expression<TDelegate>的功能是將強(qiáng)類型Lambda表達(dá)式表示為表達(dá)式樹(shù)形式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，他的父類是LambdaExpression，比較他們代碼可知，Lambda表達(dá)式的主體，名稱和參數(shù)全部保存在LambdaExpression里面。

Expression<TDelegate>與LambdaExpression代碼截圖：


<https://img2018.cnblogs.com/blog/1764554/201909/1764554-20190915071754137-2086334705.png>


<https://img2018.cnblogs.com/blog/1764554/201909/1764554-20190915071755051-290137207.png>

LambdaExpression里面的Body就是我們的表達(dá)式。

C#表達(dá)式給我們提供了豐富的表達(dá)式類，進(jìn)入到LambdaExpression類里面


<https://img2018.cnblogs.com/blog/1764554/201909/1764554-20190915071756183-938814028.png>

方法返回類型以“Expression”結(jié)尾的，基本上都是一個(gè)表達(dá)式類。

每個(gè)表達(dá)式代表的定義和創(chuàng)建方法，可以參照微軟官方文檔
https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.linq.expressions.binaryexpression?view=netframework-4.8

<https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.linq.expressions.binaryexpression?view=netframework-4.8>

下面是平常使用最多的表達(dá)式

ConstantExpression：常量表達(dá)式

ParameterExpression：參數(shù)表達(dá)式

UnaryExpression：一元運(yùn)算符表達(dá)式

BinaryExpression：二元運(yùn)算符表達(dá)式

TypeBinaryExpression：is運(yùn)算符表達(dá)式

ConditionalExpression：條件表達(dá)式

MemberExpression：訪問(wèn)字段或?qū)傩员磉_(dá)式

MethodCallExpression：調(diào)用成員函數(shù)表達(dá)式

Expression<TDelegate>：委托表達(dá)式

2.2、表達(dá)式的解析

表達(dá)式樹(shù)解析


通過(guò)LambdaExpression類我們可以知道，表達(dá)式樹(shù)包含：參數(shù)[Parameters]，表達(dá)式樹(shù)類型[NodeType]，表達(dá)式[Body]，返回類型[ReturnType]，Lambda表達(dá)式的委托[Compile]以及Lambda表達(dá)式名稱[name]，如圖所示：


<https://img2018.cnblogs.com/blog/1764554/201909/1764554-20190915071757461-354039163.png>

表達(dá)式解析：

所有的表達(dá)式都包含：左節(jié)點(diǎn)【Left】，右節(jié)點(diǎn)【Right】，類型【NodeType】，不同的表達(dá)式還會(huì)有其他屬性，這里的左右節(jié)點(diǎn)依舊是表達(dá)式。

下圖是BinaryExpression表達(dá)式截圖


<https://img2018.cnblogs.com/blog/1764554/201909/1764554-20190915071758295-213967368.png>

表達(dá)式樹(shù)和表達(dá)式里面的類型NodeType是一個(gè)枚舉，一共有85個(gè)類型，有興趣的朋友可以去了解下。

常用的類型如下：

ExpressionType.And：C#中類似于&

ExpressionType.AndAlso：C#中類似于&&

ExpressionType.Or：C#中類似于|

ExpressionType.OrElse：C#中類似于||

ExpressionType.Equal：C#中類似于==

ExpressionType.NotEqual：C#中類似于!=

ExpressionType.GreaterThan：C#中類似于>

ExpressionType.GreaterThanOrEqual：C#中類似于>=

ExpressionType.LessThan：C#中類似于<

ExpressionType.LessThanOrEqual：C#中類似于<=

ExpressionType.Add：C#中類似于+

ExpressionType.AddChecked：C#中類似于+

ExpressionType.Subtract：C#中類似于-

ExpressionType.SubtractChecked：C#中類似于-

ExpressionType.Divide：C#中類似于/

ExpressionType.Multiply：C#中類似于*

ExpressionType.MultiplyChecked：C#中類似于*

2.3、編譯表達(dá)式樹(shù)


在表達(dá)式創(chuàng)建那，我們組合創(chuàng)建了一個(gè)Lambda表達(dá)式，那么應(yīng)該怎么使用它呢？在“表達(dá)式的解析”里面，LambdaExpression類和Expression<TDelegate>類都有一個(gè)Compile的方法，學(xué)名是Lambda表達(dá)式的委托，其實(shí)就是Lambda表達(dá)式編譯函數(shù)的委托，所以我們只需要調(diào)用他，得到的結(jié)果就是一個(gè)函數(shù)方法。

代碼修改如下：


ParameterExpression numParam = Expression.Parameter(typeof(int), "num");
ConstantExpression five = Expression.Constant(5,typeof(int)); BinaryExpression
numLessThanFive = Expression.LessThan(numParam, five); Expression<Func<int, bool
>> lambda1 = Expression.Lambda<Func<int, bool>>( numLessThanFive, new
ParameterExpression[] { numParam }); Console.WriteLine($"
Lambda的內(nèi)容：{lambda1.ToString()}"); //表達(dá)式的編譯 var func = lambda1.Compile();
Console.WriteLine($"Lambda的運(yùn)行結(jié)果：{func(6)}");
運(yùn)行結(jié)果


<https://img2018.cnblogs.com/blog/1764554/201909/1764554-20190915071759024-1214255219.png>

三、總結(jié)

這里我們對(duì)表達(dá)式做了基本的講解，相信大家對(duì)Lambda表達(dá)式有了初步的了解，下面我們將繼續(xù)講解對(duì)一個(gè)表達(dá)式樹(shù)的遍歷。

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