[.net 面向对象程序设计进阶] (6) Lamda表达式(二) 表达式树快速入门

[.net 面向对象程序设计进阶] (6) Lamda表达式(二) 表达式树快速入门

本节导读：

认识表达式树(Expression Tree)，学习使用Lambda创建表达式树，解析表达式树。

学习表达式在程序设计中的优点：比如构造动态查询、动态构造表达式树完成未知对象属性访问，比反射的性能高出很多。我们可以说表达式树才是Lambda的精髓，是我们必须要熟练掌握并灵活运用的。

1.关于表达式树（Expression Tree）

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。

表达式树，对于刚接触的人来说，比较难以理解。那么什么是表达式树，通俗点来说，就是使用一种树形的数据结构来缓存表达式。

2.表达式树能帮我们做点什么？

上面我们说了表达式树是一种数据结构，那么为什么要把表达式定义成表达式树呢，转成一种数据结构，能帮我们做点什么？先明确了他能为我们带来什么，才有动力继续看下去。

说到他的作用，当然是非常有用的，我们在很多场景下都要使用他，当表达式变为一个表达式树的数据结构时，表达式就变为一个对象，你可以对表达式树中的对象元素（表达式的代码）进行编辑和运算。下面列举几种常用的：

1. 通过修改表达式树能够动态修改可执行代码
2. 在不同数据库中执行 LINQ 查询
3. 创建动态查询。
4. 完成类似反射访问未知对象属性，通过动态构造表达式树，生成委托。

3. 表达式树的创建

命名空间: System.Linq.Expressions 

创建表达式树示例：

Expression<Func<int, int, bool>>  expression  =  （num,num2)=> num < num2;

这个语句包含三个部分：

1. 一个声明: Func<int, int, int> function
2. 一个等号: =
3. 一个lambda表达式: （num,num2)=> num < num2;

expression 就是一个类型为Expression<T>的表达式树，可以看出，他并非是一个可执行代码，而是一种表达式树的数据结构。

 4. 表达式树结构的构成

Expression<Func<int, int, bool>>  expression  =  （num,num2)=> num < num2;

通过监视我们定义好的表达式树，可以看到其构成 

下面我们对几个重要属性说明：

• Body: 得到表达式的主体。例：（num < num2）    其中，Body中又包含属性Left和Right  在上例中分别为num和num2
• Parameters: 得到lambda表达式的参数。 例 {num,num2}
• NodeType: 获取树的节点的ExpressionType。共45种不同值，包含所有表达式节点各种可能的类型。例如返回常量，例如返回参数，例如取两个值的小值(<)，例如取两个值的大值(>)，例如将值相加(+)，等等。例：Lambda
• Type: 获取表达式的一个静态类型。 例：Func<int, int, bool>。
• ReturnType:这个是表达式的返回类型   例：bool

还有一些其他属性Name、CanReduce等，这些不是很常用。

5.解析表达式树

我们了解了表达式树结构的组成，解析表达式变得相当容易了，下面我们直接通过一个示例来完成对一个表达式树的解析:

//表达式树(Expression)
Expression<Func<int, int, bool>> expression = (x, y) => x!= && x==y+;

BinaryExpression exr = expression.Body as BinaryExpression;
IReadOnlyList<ParameterExpression> param = expression.Parameters as IReadOnlyList<ParameterExpression>;
BinaryExpression left = exr.Left as BinaryExpression;
BinaryExpression right = exr.Right as BinaryExpression;
ExpressionType exrType = exr.NodeType;

ParameterExpression leftLeft = left.Left as ParameterExpression;
ConstantExpression leftRight = left.Right as ConstantExpression;
ExpressionType leftType = left.NodeType;

ParameterExpression rightLeft = right.Left as ParameterExpression;
BinaryExpression rightRight = right.Right as BinaryExpression;
ExpressionType rightType = right.NodeType;

ParameterExpression rightRightLeft = rightRight.Left as ParameterExpression;
ExpressionType rightRightType = rightRight.NodeType;
ConstantExpression rightRightRight = rightRight.Right as ConstantExpression;          

Console.WriteLine(exr.ToString());

表达式树的解析，里面的元素无非就下面几种:

A.BinaryExpression 包含二元运算符的表达式

B.ParameterExpression命名的参数表达式 ,一般是一组参数集合IReadOnlyList<ParameterExpression>

C.ConstantExpression常量值的表达式

D.ExpressionType节点类型

对于上面示例的表达树结构，我用图例的方式展现如下：

对于上面的结构，我们可以按上面代码中的对象元素变量与之一一对应如下图：  

6 要点：

本节我们介绍了表达式树在.NET面向对象程序设计中的作用、表达式树的创建与解析，相信小伙伴们对表达式树这种结构比较了解了。

表达式树(Expression Tree)就是一种使用对象的方式来描述表达式。这也正是.NET一切皆是对象的思想体现。

下一节我们会介绍动态创建一个表达式树结构、会举列说明几种表达式树在.NET程序设计中的应用。

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