C#表达式树基础教程

下面我会详细讲解“C#表达式树基础教程”的完整攻略。

什么是C#表达式树

C#表达式树是一种数据结构，它可以被用来表示C#代码中的表达式。表达式树通常被用于动态构造查询语句或者动态生成代码。

表达式树是一种树形结构，它由一些表达式节点和变量节点构成。像x => x.V1 + x.V2这样的表达式会被转化为表达式树，其中x.V1和x.V2是两个变量节点，+则是一个表达式节点。

构建表达式树

在C#中，要创建表达式树，需要使用System.Linq.Expressions命名空间下的类。下面是使用表达式树创建一个加法表达式的示例：

using System;
using System.Linq.Expressions;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        ParameterExpression a = Expression.Parameter(typeof(int), "a");
        ParameterExpression b = Expression.Parameter(typeof(int), "b");

        BinaryExpression add = Expression.Add(a, b);//相当于a + b

        Expression<Func<int, int, int>> lambda = 
            Expression.Lambda<Func<int, int, int>>(add, a, b);

        Func<int, int, int> addFunc = lambda.Compile();

        Console.WriteLine(addFunc(1, 2)); //输出3
    }
}

在上面的示例中，我们首先定义了两个变量节点a和b，然后使用Expression.Add方法创建了一个BinaryExpression对象，表示加法表达式a+b。

接着，我们使用Expression.Lambda方法将此表达式封装成一个Func<int, int, int>类型的委托，然后通过Compile方法编译为一个可执行的委托，并将其赋值给addFunc变量。

最后，我们调用addFunc(1, 2)，输出结果为3。

示例：动态构建查询语句

下面是一个示例，展示了如何使用表达式树动态构建查询语句：

using System;
using System.Linq.Expressions;
using System.Linq;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var data = new[]
        {
            new {Id = 1, Name = "Tom", Age = 20},
            new {Id = 2, Name = "Jack", Age = 30},
            new {Id = 3, Name = "Mary", Age = 25},
        };

        ParameterExpression parameter = Expression.Parameter(typeof(object), "x");

        PropertyInfo propInfo = typeof(Program).GetProperty("Name", BindingFlags.Public | BindingFlags.Instance);

        Expression propertyOrField = Expression.PropertyOrField(Expression.Convert(parameter, typeof(Program)), propInfo.Name);
        Expression constant = Expression.Constant("Tom");

        Expression equal = Expression.Equal(propertyOrField, constant);

        Expression<Func<object, bool>> lambda = Expression.Lambda<Func<object, bool>>(equal, parameter);

        var result = data.Where(lambda.Compile());
        foreach (var item in result)
        {
            Console.WriteLine($"{item.Id}\t{item.Name}\t{item.Age}");
        }
    }

    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

在上面的示例中，我们首先定义了一个匿名类型数组data，表示一些数据。

接着，我们定义了一个参数节点parameter，表示查询语句中的x参数。然后，使用GetProperty方法获取了类型Program的Name属性的元数据信息，将其包装成PropertyInfo对象。

接下来，使用Expression.PropertyOrField方法创建了一个MemberExpression对象，表示要查询的属性Name，并使用Expression.Constant方法创建一个ConstantExpression对象，表示查询条件为"Tom"。

最后，我们使用Expression.Equal方法将两个表达式节点封装成一个比较表达式，表示要查询Name属性的值等于"Tom"。然后，使用Expression.Lambda方法将此表达式树封装成一个Func<object, bool>类型的委托，并将其编译成可执行的委托，用于Where方法中的参数。

最终，我们使用Where方法对data进行筛选，并输出符合查询条件的数据。

示例：动态生成代码

下面是一个示例，展示了如何使用表达式树动态生成代码：

using System;
using System.Linq.Expressions;
using System.Reflection;
using System.Reflection.Emit;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        DynamicMethod method = new DynamicMethod("Add", typeof(int), new[] { typeof(int), typeof(int) });

        ILGenerator il = method.GetILGenerator();

        il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
        il.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
        il.Emit(OpCodes.Add);
        il.Emit(OpCodes.Ret);

        Func<int, int, int> addFunc = (Func<int, int, int>)method.CreateDelegate(typeof(Func<int, int, int>));
        Console.WriteLine(addFunc(1, 2)); //输出3
    }
}

在上面的示例中，我们首先创建了一个名为Add的动态方法，它接受两个int类型的参数，并返回一个int类型的结果。

然后，我们通过GetILGenerator方法获取了一个ILGenerator对象，可用于生成代码。在这个示例中，我们使用了以下几个指令：

• Ldarg_0: 将第一个参数压入堆栈
• Ldarg_1: 将第二个参数压入堆栈
• Add: 将栈顶的两个整数相加
• Ret: 返回栈顶的整数

最后，我们通过CreateDelegate方法将动态方法编译为可执行的委托，并将其赋值给addFunc变量。

最终，我们调用addFunc(1, 2)，输出结果为3。

总结

通过学习本文的示例和说明，相信你已经掌握了表达式树的基础知识，以及如何使用表达式树动态构造查询语句和生成代码。在实践中，你可以根据实际需求，灵活运用表达式树，实现更加高效、动态的程序。