C#表達(dá)式樹講解
表達(dá)式樹的概念
- 表達(dá)式樹的創(chuàng)建有 Lambda法 和 組裝法。
- 學(xué)習(xí)表達(dá)式樹需要 委托、Lambda、Func<> 基礎(chǔ)。
- 表達(dá)式樹 形狀可以參考二叉樹。
- 可以把表達(dá)式樹理解成 數(shù)學(xué)表達(dá)式。
數(shù)學(xué)表達(dá)式的所有常量、符號為表達(dá)式樹的底節(jié)點(diǎn)。每一次計(jì)算生成的結(jié)果是一個(gè)結(jié)點(diǎn)，或者說他們的共同結(jié)點(diǎn)就是他們應(yīng)該進(jìn)行的運(yùn)算。
生成表達(dá)式樹
表達(dá)式樹的創(chuàng)建有 Lambda表達(dá)式法 和 組裝法
為了方便，這里指定生成的表達(dá)式為 ( i * j ) + ( x * y )
他們的運(yùn)算是這樣的
Lambda 生成表達(dá)式樹
在控制臺創(chuàng)建應(yīng)用，需要引入
using System.Linq.Expressions;
1，創(chuàng)建表達(dá)式
(系統(tǒng)自動把 Lambda表達(dá)式 轉(zhuǎn)為表達(dá)式樹，當(dāng)然，不是所有的 Lambda表達(dá)式都能轉(zhuǎn)為表達(dá)式樹，詳細(xì)請參考文章后面的“系統(tǒng)自動把 Lambda表達(dá)式 轉(zhuǎn)為 表達(dá)式樹” 一節(jié))
Expression<Func<int, int, int, int, int>> func = (i, j, x, y) => (i * j) + (x * y);
2，輸出系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的表達(dá)式
輸入這一行代碼后運(yùn)行，看看控制臺輸出的表達(dá)式樹
Console.WriteLine(func);
3，把代碼轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)
(把代碼當(dāng)作數(shù)據(jù)來使用)
var compile = func.Compile();
//或 Func<int, int, int, int, int> compile = func.Compile();4，代入運(yùn)算
int result = compile(12, 13, 14, 15); //把具體數(shù)字代入表達(dá)式并運(yùn)算 Console.WriteLine(result); //輸出表達(dá)式結(jié)果
完整代碼如下
Expression<Func<int, int, int, int, int>> func = (i, j, x, y) => (i * j) + (x * y);
Console.WriteLine(func); //輸出表達(dá)式
var compile = func.Compile(); //把代碼轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)
//或 Func<int, int, int, int, int> compile = func.Compile();
int result = compile(12, 13, 14, 15); //把具體數(shù)字代入表達(dá)式并運(yùn)算
Console.WriteLine(result); //輸出表達(dá)式結(jié)果
Console.ReadKey();控制臺輸出
組裝法生成表達(dá)式樹
表達(dá)式由 "符號" 和 運(yùn)算符組成，。
使用ParameterExpression 類型 來修飾參數(shù)，使用Expression.Parameter(Type type,string name) 實(shí)例化參數(shù)。
1，生成 a b d 參數(shù)
ParameterExpression a = Expression.Parameter(typeof(int), "i");
ParameterExpression b = Expression.Parameter(typeof(int), "j");
ParameterExpression c = Expression.Parameter(typeof(int), "x");
ParameterExpression d = Expression.Parameter(typeof(int), "y");
分析：
i、j、x、y是結(jié)點(diǎn)名稱，a、b、c、d是實(shí)例名稱。不用留精力思考我上面 a b c d i j x y 的名稱設(shè)定。
ParameterExpression 表示創(chuàng)建一個(gè)節(jié)點(diǎn)，Parameter表示一個(gè)命名的參數(shù)表達(dá)式，詳細(xì)請參考文章后面的 “Expression 參數(shù)分類”。
Expression.Parameter(Type type,string name) 表示這個(gè)節(jié)點(diǎn)的屬性。
2，生成結(jié)點(diǎn)
Expression r1 = Expression.Multiply(a, b); //乘法運(yùn)行
Expression r2 = Expression.Multiply(c, d); //乘法運(yùn)行
分析：
創(chuàng)建了 ( i * j ) 和 ( x * y ) 兩個(gè)運(yùn)算
Multiply 表示不進(jìn)行溢出檢查的乘法運(yùn)算。Expression 里有 85種 操作方法，更多加減乘除比較大小等操作在文章后面詳細(xì)附上，參考 “ 運(yùn)算操作符” 一節(jié)。
3，生成終結(jié)點(diǎn)
Expression result = Expression.Add(r1, r2); //相加
4，生成表達(dá)式樹、轉(zhuǎn)換、輸出表達(dá)式樹、代入數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算
Expression<Func<int, int, int, int, int>> func = Expression.Lambda<Func<int, int, int, int, int>>(result, a, b, c, d);
var com = func.Compile();
Console.WriteLine("表達(dá)式" + func);
Console.WriteLine(com(12, 12, 13, 13));完整代碼如下
ParameterExpression a = Expression.Parameter(typeof(int), "i");
ParameterExpression b = Expression.Parameter(typeof(int), "j");
Expression r1 = Expression.Multiply(a, b); //乘法運(yùn)行
ParameterExpression c = Expression.Parameter(typeof(int), "x");
ParameterExpression d = Expression.Parameter(typeof(int), "y");
Expression r2 = Expression.Multiply(c, d); //乘法運(yùn)行
Expression result = Expression.Add(r1, r2); //相加
//以上代碼產(chǎn)生結(jié)點(diǎn)
//生成表達(dá)式
Expression<Func<int, int, int, int, int>> func = Expression.Lambda<Func<int, int, int, int, int>>(result, a, b, c, d);
var com = func.Compile();
Console.WriteLine("表達(dá)式" + func);
Console.WriteLine(com(12, 12, 13, 13));
Console.ReadKey();控制臺界面
補(bǔ)充說明
1，系統(tǒng)自動把 Lambda表達(dá)式 轉(zhuǎn)為 表達(dá)式樹
對 lambda表達(dá)式 的要求 只能 由 傳入?yún)?shù) 和 返回參數(shù) 兩部分表示。lambda表達(dá)式 不能包含其它判斷、循環(huán)等的代碼。
錯誤舉例
Expression<Func<int, int, int, int, int>> func = (a, b, c, d) =>
{
if (a < 10)
{
a += 1;
}
/*
* 其它操作代碼
*/
return a + b + c + d;
};
把那些東西通通刪除，修改后：
Expression<Func<int, int, int, int, int>> func = (a, b, c, d) => a + b + c + d;
這樣的 “最簡” 的 lambda表達(dá)式 才能被系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)為表達(dá)式樹
2，運(yùn)算操作符
一般數(shù)學(xué)上，有加減乘除、取余、求冪等操作，而在程序中，運(yùn)算操作符可以有更多的選擇，達(dá) 85 種。
筆者這里給出一張圖列出部分方法。
微軟官方 的操作運(yùn)算符列表https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.linq.expressions.expression?view=netframework-4.7.2
估計(jì)大家看微軟的文檔會有點(diǎn)不爽~這里推薦大神翻譯、整理的列表http://chabaoo.cn/article/234265.htm
3，Expression 參數(shù)
以數(shù)學(xué)橢圓周長公式：L = 2πb + 4(a-b) ，a 為長半軸，b 為短半軸， 進(jìn)行舉例
Parameter 類似于 數(shù)學(xué)的 未知數(shù) 如 a 、 b；使用方法
ParameterExpression a = Expression.Parameter(typeof(int), "a")
ParameterExpression b = Expression.Parameter(typeof(int), "b")
Constant 表示一個(gè)常數(shù)，例如2πb 中的 2 或者 2π；使用方法
ConstantExpression define = Expression.Constant(2);
其它更多參數(shù)分類 請查看http://chabaoo.cn/article/234265.htm
這里附上部分截取圖片
4，Expression 的操作方法
表示加減乘除等運(yùn)算的方法。以下圖舉例
Multiply(a,b) 為乘法，Add(r1,r2)為加法。
當(dāng)然，并沒有這么簡單，他們都有相關(guān)的重載方法和高級的使用用途。
請查看http://chabaoo.cn/article/234265.htm
這里給出部分截圖
5，表達(dá)式樹的高級用法
表達(dá)式樹可以結(jié)合 數(shù)據(jù)庫查詢 或 Linq，衍生很多高級操作。
例如 動態(tài)查詢、遍歷表達(dá)式樹、轉(zhuǎn)成成SQL where 子句等等，限于幅度，筆者不再贅述。
下面的鏈接可以查看 System.Linq.Expressions 的所有類型對象。https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/System.Linq.Expressions?view=netframework-4.7.2
到此這篇關(guān)于C#表達(dá)式樹講解的文章就介紹到這了。希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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