C#编程（六十五）----------表达式树

表达式树

以前没听过表达式树,只听过表达式,而且听过Lambda表达式,首先介绍一下.NET里表达式树的核心概念:讲代码作为数据,他将一些代码表示为一个对象树,树中的每个节点本身都是一个表达式,不同的表达式类型代表能在代码中执行不同操作:二元操作,一元操作,方法调用等等.

System.Linq.Expression命名空间包含了代表表达式的各个类.所有的表达式类都从Expression

类派生,Expresssion是个抽象类,主要包括的是一些静态方法,这些方法用于生成其他表达式类的实例.Expression类还包含了两个重要属性:

Type属性:代表了表达式求值结果的类型.比如,一个,一个表达式是要获取一个字符串的Length属性,那么该表达式的Type属性应为int类型.

NodeType属性:代表了表达式的种类.这个种类表示成Expression Type美剧的一个成员:LessThan,Invoke,

Multiply,MemberAccess(好像有80多种).

案例:

Expression firstArg = Expression.Constant(2);

Expression secondArg = Expression.Constant(4);

Expression add = Expression.Add(firstArg, secondArg);

Console.WriteLine(add);

//输出结果为 : <2 + 4>

Console.ReadKey();

分析:上述表达式会生成如下表达式:

我突然这么一说,你肯定觉得我在忽悠你,我骗人,像我这样的正人君子不会骗你的.表达式中的”叶”表达式在代码中是最先创建的:表达式时自下而上构建的.这是由”表达式不易变”这一事实实现的.

将表达式树编译成委托

LambdaExpression是从Expression派生的类型.泛型类Expression<TDelegate>是从LamdaExpression派生的,其中反省参数TDelegate必须是委托类型.

LambdaExpression有个Comlile方法能创建恰当类型的一个委托.而Expression<TDelegate>的Compile方法返回TDelegate类型的委托.案例如下:

Expression firstArg = Expression.Constant(2);

Expression secondArg = Expression.Constant(4);

Expression add = Expression.Add(firstArg, secondArg);

Expression<Func<int>> func = Expression.Lambda<Func<int>>(add);

Func<int> compiled = func.Compile();

Console.WriteLine(compiled);

Console.ReadKey();

分析:我们通过Expression.Lambda<TDelegate>(Expression expression)方法来创建Expression<TDelegate>类型对象,再调用其Complie方法获取表达式树编译出的委托实例.

将C#Lambda表达式转换成表达式树

我们知道Lambda表达式能显示或隐式的转换成恰当的委托实例.但是,编译器也能轻松的将Lambda表达式构建成一个表达式树:

将Lambda表达式转换成表达式树

Expression <Func<int>> return 5=()=>5;

但是,并不是所有的Lambda表达式都能转换成表达式树,有一些限制:不能将带有一个语句块的Lambda转换成一个表达式树----只有对的那个表达式进行求值的Lambda才可以.表达式中不能包含赋值操作,因为表达式树中表示不了这种操作.还有其他一些较少见的限制,总而言之,如果存在转换问题,会在编译时发现.

位于LINQ核心的表达式树

表达式树可以说是LINQ的核心之一,为什么是LINQ的核心之一呢?因为表达式树使得C#不再是仅仅能编译成IL,我们可以通过C#生成一个表达式树,将结果作为一个中间格式,在将其转换成目标平台上的本机语言.比如SQL.我们常用的LINQ to SQL就是这样生成的.

下图展示了LINQ to Objects和LINQ to SQL的不同路径

表达式树的用途:

通过Expression的派生类中的各种节点类型,我们就可以构建表达式树;然后可以把表达式树转换成相应的委托类型实例,最后执行委托实例的代码,但是我们不会绕这么大的弯子来执行委托实例的代码.

表达式树主要在LINQ to SQL中使用,我们需要将LINQ to SQL查询表达式(返回Queryable类型)转换成表达式树.之所以需要转换是因为LINQ to SQl查询表达式不是在C#代码中执行的,LINQ to SQL查询表达式被转换成SQL,通过网络发送,最后在数据库服务器中执行.