C#表达式树Expression基础讲解

什么是表达式树

表达式树以树形数据结构表示代码，其中每一个节点都是一种表达式，比如方法调用和 x < y 这样的二元运算等。可以对表达式树中的代码进行编辑和运算。 这样能够动态修改可执行代码、在不同数据库中执行 linq 查询以及创建动态查询。 表达式树还能用于动态语言运行时 (dlr) 以提供动态语言和 .net 之间的互操作性，同时保证编译器编写员能够发射表达式树而非 microsoft 中间语言 (msil)。 这段话是来自官网( [表达式树 (c#) | microsoft docs](表达式树 (c#) | microsoft docs) )的定义。

在 c# 中，我们可以通过 expression 的方式来手动创建表达式树，比如：

[httpget]
public iactionresult expression()
{
    // 查询 年龄age 大于 18 的元素
    expression<func<user,bool>> expression1 = x => x.age > 18; 
    return ok();
}

那么，x.age > 18 这一表达式，它的树状结构是这样的：

通过 visual studio 自带的查看变量或添加监视的方式，我们可以发现其中 树的根节点（nodetype）是 greaterthan，左节点（left）是 x.age，右节点（right）是 18。所以由此就可以大概画出树状结构。

最后，通过这种树状结构，c# 就可以帮我们将表达式编译成具体的 sql 执行语句。

如果想更清晰的查看表达式树的结构，可以 nuget 一个包( expressiontreetostring )，将表达式结构转换成字符串

pm> install-package zspitz.util -version 0.1.116

expression<func<user, bool>> expression = u => u.age >= 18;
var treestr = expression.tostring("object notation", "c#");

// 输出为下面字符串
var u = new parameterexpression {
    type = typeof(user),
    isbyref = false,
    name = "u"
};

new expression<func<user, bool>> {
    nodetype = expressiontype.lambda,
    type = typeof(func<user, bool>),
    parameters = new readonlycollection<parameterexpression> {
        u
    },
    body = new binaryexpression {
        nodetype = expressiontype.greaterthanorequal,
        type = typeof(bool),
        left = new memberexpression {
            type = typeof(int),
            expression = u,
            member = typeof(user).getproperty("age")
        },
        right = new constantexpression {
            type = typeof(int),
            value = 18
        }
    },
    returntype = typeof(bool)
}

expression 和 func 的区别

• expression 存储了运算逻辑，可以将其保存成抽象语法树（ast），可以在运行时动态获取运算逻辑。
• func 只是存储了结果，无法保存成语法树，也无法动态获取运算逻辑。

所以，在 efcore 中，使用表达式对数据库数据进行查询中，我们应该选择 expression 而不是 func，因为使用了 func ，实际上并无法将 func 中的表达式转换成 sql，而是在将所有数据加载到内存后，在内存中在过滤 func 中的条件。

简单来说就是，此时要筛选 user 表中年龄大于18的数据，可以有这两种写法

// 这种写法,实际生成的 sql 语句, 大概是这样的 select * from user as t where t.age > 18
expression<func<user,bool>> expression1 = x => x.age > 18;
dbcontext.user.where(expression1).tolist();

// 而这种, 生成的语句是这样的 select * from user, 然后将 user 表中所有数据加载到内存中后, 在进行 age > 18 的过滤
func<user, bool> func1 = x => x.age > 18;
dbcontext.user.where(func1).tolist();

通过代码创建表达式树

• parameterexpression
• binaryexpression
• methodcallexpression
• constantexpression

这些类几乎都没有提供构造方法，而且所有的属性都几乎只是只读。因此我们一般不会直接创建这些类的实例，而是调用 expression 类的 parameter、makebinary、call、constant等静态方法来生成，这些静态方法我们一般称作创建表达式树的工厂方法，而属性则通过方法参数类设置。

动态将表达式：u => u.age >= 18; 通过代码构建出来

一般构建步骤：

• 先创建 parameterexpression
• 接着由里到外逐步构建
  • 先左节点（left）
  • 后右节点（right）
  • 接着body节点
• 将其拼接成 expression

public iactionresult getuserbymanualexpression()
{
    parameterexpression parameterexpression = expression.parameter(type:typeof(user), name: "u");
    constantexpression right = expression.constant(18);
    memberexpression left = expression.makememberaccess(parameterexpression, member: typeof(user).getproperty("age"));
    binaryexpression body = expression.greaterthanorequal(left, right);

    expression<func<user, bool>> expression = expression.lambda<func<user, bool>>(body, parameters: parameterexpression);

    var data = _userservice.getusers(expression);

    return ok(new
    {
        code = 200,
        msg = "ok",
        data
    });
}

到此这篇关于c#表达式树expression基础讲解的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。