C#表達式樹的基本用法講解

更新時間：2020年12月02日 08:54:47 作者：yangyang

這篇文章主要介紹了C#表達式樹的基本用法講解，幫助大家更好的理解和使用c#，感興趣的朋友可以了解下

表達式樹使用一種類似樹的結(jié)構(gòu)來表示代碼，它的每個節(jié)點都是一個表達式，比如方法調(diào)用和x<y這樣的二元運算等。我們可以對表達式樹的內(nèi)容進行編輯和運算，這樣能夠動態(tài)修改可執(zhí)行代碼，以及動態(tài)創(chuàng)建查詢等。我們可以使用匿名lambda表達式或者C# API來創(chuàng)建表達式樹。

這一系列文章，主要是對C#表達式樹的一種總結(jié)，基本知識參考MSDN的內(nèi)容這部分內(nèi)容可以直接到MSDN上查看，后面的幾篇文章主要分享一下，在工作中碰到的應用到表達式樹的部分，謹做為記錄和分享。

生成表達式樹

通過lambda表達式創(chuàng)建表達式樹
可以通過將lambda表達式賦值給Expression<TDelegate>類型的變量，編譯器可以自動生成創(chuàng)建該lambda表達式的表達式樹。C#編譯器只能從lambda表達式生成表達式樹，只能是單行l(wèi)ambda表達式，不能解析多行l(wèi)ambda語句，如下，可以通過一下方式創(chuàng)建lambda表達式 num=>num<5的表達式樹：

Expression<Func<int, bool>> lambda = num => num < 5;

通過API創(chuàng)建表達式樹

使用API創(chuàng)建表達式，需要使用Expression類，這個類包含了創(chuàng)建特定類型表達式樹節(jié)點的靜態(tài)工廠方法，比如表示參數(shù)的變量ParameterExpression，表示方法調(diào)用的MethodExpression。ParameterExpression，MethodExpression以及其他特定的表達式類型都在System.Linq.Expression命名空間里定義，這些類型都派生于Expression抽象類。

下面的例子是使用API方式創(chuàng)建num=>num<5的lambda表達式對應的表達式樹：

ParameterExpression numPara = Expression.Parameter(typeof(int), "num");//參數(shù)num
ConstantExpression five = Expression.Constant(5, typeof(int));//常數(shù)5

BinaryExpression numLessThanFive = Expression.LessThan(numPara, five);
Expression<Func<int, bool>> lambda1 = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(numLessThanFive, new ParameterExpression[] { numPara });

從.NET Framework 4開始，表達式樹API還支持賦值以及流程控制，比如循環(huán)，條件塊和try ... catch塊等。相對于通過lambda表達式創(chuàng)建表達式樹，可以利用API創(chuàng)建更加復雜的表達式樹，比如下面使用API創(chuàng)建數(shù)字階乘的表達式樹：

//參數(shù)value
ParameterExpression value = Expression.Parameter(typeof(int), "value");
//本地變量
ParameterExpression result = Expression.Parameter(typeof(int), "result");
//標簽，用來跳出循環(huán)
LabelTarget label = Expression.Label(typeof(int));
//創(chuàng)建表達式塊
BlockExpression block = Expression.Block(
 //添加本地參數(shù)result
 new[] { result },
 //result=1 賦值
 Expression.Assign(result, Expression.Constant(1)),
 //循環(huán)
 Expression.Loop(
  //循環(huán)條件
  Expression.IfThenElse(
   //如果 value>1
   Expression.GreaterThan(value, Expression.Constant(1)),
   //則 result*=value--;
   Expression.MultiplyAssign(result, Expression.PostDecrementAssign(value)),
   //否則跳出loop循環(huán)。跳到label的語句執(zhí)行
   Expression.Break(label, result)
   ),
   label
  )
);
//編譯表達式樹
Func<int, int> factor = Expression.Lambda<Func<int, int>>(block, value).Compile();
//執(zhí)行，輸出結(jié)果120
Console.WriteLine(factor(5));

解析表達式樹

在獲取了表達式樹之后，如何獲取表達式樹的每一個部分，這個在有些情況下非常有用，下面這個例子展示了如何獲取num=>num<5的各個部分。

Expression<Func<int, bool>> expreTree = num => num < 5;

ParameterExpression param = (ParameterExpression)expreTree.Parameters[0];//num
BinaryExpression operation = (BinaryExpression)expreTree.Body;//<
ParameterExpression left = (ParameterExpression)operation.Left;//num
ConstantExpression right = (ConstantExpression)operation.Right;//5
                //output Decomposed expression: num => num LessThan 5 
Console.WriteLine("Decomposed expression:{0} = > {1} {2} {3}", param.Name, left.Name, operation.NodeType, right.Value);

編譯表達式樹

Expression<TDelegate>類型有Compile方法，可以將表達式樹編譯成對應的TDelegate委托類型，使用方法如下：

// 創(chuàng)建表達式樹
Expression<Func<int, bool>> expr = num => num < 5;
// 將表達式樹編譯成對應委托 
Func<int, bool> result = expr.Compile();
//調(diào)用委托方法，輸出True
Console.WriteLine(result(4));
//也可以直接編譯后調(diào)用，輸出True
Console.WriteLine(expr.Compile()(4));

再比如，下面例子演示了，創(chuàng)建一個表達式樹，然后編譯執(zhí)行：

//創(chuàng)建表達式樹的執(zhí)行邏輯
BinaryExpression be = Expression.Power(Expression.Constant(2D), Expression.Constant(3D));
//創(chuàng)建表達式樹
Expression<Func<double>> le = Expression.Lambda<Func<double>>(be);
//編譯表達式樹
Func<double> compileExpression = le.Compile();
//執(zhí)行l(wèi)ambda表達式,獲得結(jié)果8
double result = compileExpression();
Console.WriteLine(result);

表達式樹的修改

表達式樹是不可變對象(immutable)，跟string類似，不能直接修改，只能復制一個然后重新構(gòu)造。具體參考MSDN How to modify expression trees (C#).

結(jié)語

本篇全部內(nèi)容參考MSDN上表達式樹部分的內(nèi)容，如果有基礎(chǔ)建議直接看，這里只是個人作為筆記，也是表達式樹的最基礎(chǔ)部分，后文會介紹表達式樹的一些用法。

以上就是C#表達式樹的基本用法講解的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于C#表達式樹的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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