了解C#的Expression

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：

Copypublic 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：

CopyExpression<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：

CopyNodeType:LambdaBody:(num + 5)Body Type: System.Linq.Expressions.SimpleBinaryExpressionBody NodeType: Add

我们将expression转为LambdaExpression看看都有啥：

Copyif (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：

Copyparameter.Name:numparameter.Type:System.Int32parameter.ReturnType:System.Int32

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

Copyif (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：

CopyLeft Type:System.Linq.Expressions.PrimitiveParameterExpression`1[System.Int32]Left NodeType:ParameterRight Type:System.Linq.Expressions.ConstantExpressionRight NodeType:ConstantparameterExpreesion.Name:numparameterExpreesion.Type:System.Int32constantExpreesion.Value:5

最后我们将表达式树转为委托：

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

输出：

Copy7 //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：

Copyvar 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：

CopyLeft Type:System.Linq.Expressions.PrimitiveParameterExpression`1[System.Int32]Left NodeType:ParameterRight Type:System.Linq.Expressions.ConstantExpressionRight NodeType:ConstantparameterExpreesion.Name:numparameterExpreesion.Type:System.Int32constantExpreesion.Value:5result: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#

• BlogCodeSample/ExpressionSample at main · ZhengDaoWang/BlogCodeSample