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C#表达式树Expression基础讲解

什么是表达式树

表达式树是C#中的一种数据结构，用于表示一个表达式。表达式树实质上是编译器为了构建LINQ查询而特意设计的，而LINQ查询是基于C#语言表达式进行构造的。表达式树表示了代码中的表达式结构，即可以用树形结构表示出来。

表达式树应用场景

表达式树主要应用于构造动态LINQ查询，因为它能将代码中的表达式解析成为一个树形数据结构，然后通过遍历这个树形数据结构，就能得到UCAN的SQL查询字符串，进行最后的数据库查询。

表达式树的基本元素

表达式树其实就是一些C#中基本的数据类型或者数据结构。主要包括以下几个元素：

• ExpressionType：表示表达式树的类型。
• Expression：表达式树的一个节点。
• MemberExpression：表示成员访问的表达式节点。
• ConstantExpression：表示常量的表达式节点。
• ParameterExpression：表示参数的表达式节点。
• BinaryExpression：表示二元运算的表达式节点。
• UnaryExpression：表示一元运算的表达式节点。
• MethodCallExpression：表示方法调用的表达式节点。
• ConditionalExpression：表示条件表达式节点。

表达式树示例

下面我们来看两个示例来说明表达式树的用法。

示例1

假设我们有一个Person模型类，代码如下：

public class Person
{
    public string Name { get; set; }

    public int Age { get; set; }

    public string Gender { get; set; }
}

现在我们要根据年龄和性别进行过滤，只要年龄大于20，性别为男，那么就把这个Person对象加入到List集合中。这时我们可以使用表达式树来实现这个过滤逻辑，代码如下：

Expression<Func<Person, bool>> filterExpression = x => x.Age > 20 && x.Gender == "male";

List<Person> persons = new List<Person>
{
    new Person { Name = "Jack", Age = 22, Gender = "male" },
    new Person { Name = "Tom", Age = 18, Gender = "male" },
    new Person { Name = "Lucy", Age = 25, Gender = "female" },
    new Person { Name = "Lily", Age = 30, Gender = "female" }
};

var result = persons.Where(filterExpression.Compile());

在这个示例中，我们通过构建一个Expression对象来表示我们的过滤逻辑，然后将其编译成为一个函数，再将这个函数作为参数传递给Where方法，即可完成对List集合的过滤操作。

示例2

假设我们有一个User模型类，我们需要根据用户的属性进行条件筛选，那么我们可以通过表达式树来实现，代码如下：

public class User
{
    public int UserId { get; set; }

    public string UserName { get; set; }

    public int Age { get; set; }

    public string Email { get; set; }
}

public class UserRepository
{
    public User GetUser(Expression<Func<User, bool>> filterExpression)
    {
        //模拟数据库查询数据
        User user = new User
        {
            UserId = 1,
            UserName = "Tom",
            Age = 22,
            Email = "[e-mail]"
        };

        return user;
    }

    public User CreateUser(User user)
    {
        //模拟添加用户到数据库
        return user;
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        UserRepository userRepository = new UserRepository();

        //根据年龄查询用户
        Expression<Func<User, bool>> filterExpression1 = x => x.Age > 20;

        User user1 = userRepository.GetUser(filterExpression1.Compile());

        //添加用户到数据库
        User newUser = new User
        {
            UserId = 2,
            UserName = "Jerry",
            Age = 25,
            Email = "[e-mail]"
        };

        Expression<Func<User, User>> createUserExpression = x => userRepository.CreateUser(x);

        var result = createUserExpression.Compile().Invoke(newUser);
    }
}

在这个示例中，我们通过表达式树实现了两个功能：根据年龄查询用户和添加用户到数据库。我们使用了不同的表达式树来完成这两个功能。其中，第一个表达式树用于查询，第二个表达式树用于添加用户。