C# 表达式树遍历（二）

一、前言

上一篇我们对表达式树有了初步的认识，这里我们将对表达式树进行遍历，只有弄清楚了他的运行原理，我们才可以对他进行定制化修改。

表达式系列目录

C# 表达式树讲解（一）

C# 表达式树遍历（二）

C# 表达式树分页扩展（三）

C# 表达式树Lambda扩展（四）

二、表达式树的遍历

要查看表达式树的遍历，肯定不能直接用.Net Framework封装的方法，因为.Net Framework框架是闭源的，除了看中间语言（IL）去查看。我们就用ExpressionVisitor类查看一下他的运行原理，看了下ExpressionVisitor类，里面都是对各个表达式的访问，而且都是虚拟函数，我们可以对他进行override。

ExpressionVisitor类里面都是对各个类型的表达式进行访问，为了更好的理解里面的访问顺序，蜗牛把里面的虚函数都override了一遍，然后跟踪里面的执行顺序。【傻眼了，35个虚函数需要override，内心是很拒绝的，vs2019有没有重写父类虚函数的快捷键啊！！！！！！！】

ExpressionVisitor类相关介绍：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.linq.expressions.expressionvisitor?view=netframework-4.8

2.1、ExpressionVisitor类的跟踪

为了不改变ExpressionVisitor类原来的访问，创建的SnailExpressionVisitor.cs 文件只在重写方法里面添加日志打印。

代码如下：

public class SnailExpressionVisitor : ExpressionVisitor
    {
        public override Expression Visit(Expression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 Visit，内容：{node.ToString()}");
            return base.Visit(node);
        }

        protected override CatchBlock VisitCatchBlock(CatchBlock node)
        {

            Console.WriteLine($"访问了 VisitCatchBlock，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitCatchBlock(node);
        }

        protected override ElementInit VisitElementInit(ElementInit node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitElementInit，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitElementInit(node);
        }
        protected override LabelTarget VisitLabelTarget(LabelTarget node)
        {

            Console.WriteLine($"访问了 VisitLabelTarget，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitLabelTarget(node);
        }
        protected override MemberAssignment VisitMemberAssignment(MemberAssignment node)
        {

            Console.WriteLine($"访问了 VisitMemberAssignment，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitMemberAssignment(node);
        }
        protected override MemberBinding VisitMemberBinding(MemberBinding node)
        {

            Console.WriteLine($"访问了 VisitMemberBinding，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitMemberBinding(node);
        }

        protected override MemberListBinding VisitMemberListBinding(MemberListBinding node)
        {

            Console.WriteLine($"访问了 VisitMemberListBinding，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitMemberListBinding(node);
        }
        protected override MemberMemberBinding VisitMemberMemberBinding(MemberMemberBinding node)
        {

            Console.WriteLine($"访问了 VisitMemberMemberBinding，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitMemberMemberBinding(node);
        }
        protected override SwitchCase VisitSwitchCase(SwitchCase node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitSwitchCase，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitSwitchCase(node);
        }
        protected override Expression VisitBinary(BinaryExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitBinary，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitBinary(node);
        }
        protected override Expression VisitBlock(BlockExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitBlock，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitBlock(node);
        }

        protected override Expression VisitConditional(ConditionalExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitConditional，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitConditional(node);
        }

        protected override Expression VisitConstant(ConstantExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitConstant，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitConstant(node);
        }
        protected override Expression VisitDebugInfo(DebugInfoExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitDebugInfo，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitDebugInfo(node);
        }
        protected override Expression VisitDefault(DefaultExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitDefault，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitDefault(node);
        }

        protected override Expression VisitDynamic(DynamicExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitDynamic，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitDynamic(node);
        }
        protected override Expression VisitExtension(Expression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitExtension，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitExtension(node);
        }
        protected override Expression VisitGoto(GotoExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitGoto，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitGoto(node);
        }
        protected override Expression VisitIndex(IndexExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitIndex，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitIndex(node);
        }
        protected override Expression VisitInvocation(InvocationExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitInvocation，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitInvocation(node);
        }
        protected override Expression VisitLabel(LabelExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitLabel，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitLabel(node);
        }
        protected override Expression VisitLambda<T>(Expression<T> node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitLambda，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitLambda(node);
        }

        protected override Expression VisitListInit(ListInitExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitListInit，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitListInit(node);
        }
        protected override Expression VisitLoop(LoopExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitLoop，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitLoop(node);
        }
        protected override Expression VisitMember(MemberExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitMember，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitMember(node);
        }
        protected override Expression VisitMemberInit(MemberInitExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitMemberInit，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitMemberInit(node);
        }
        protected override Expression VisitMethodCall(MethodCallExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitMethodCall，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitMethodCall(node);
        }
        protected override Expression VisitNew(NewExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitNew，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitNew(node);
        }
        protected override Expression VisitNewArray(NewArrayExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitNewArray，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitNewArray(node);
        }

        protected override Expression VisitParameter(ParameterExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitParameter，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitParameter(node);
        }
        protected override Expression VisitRuntimeVariables(RuntimeVariablesExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitRuntimeVariables，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitRuntimeVariables(node);
        }

        protected override Expression VisitSwitch(SwitchExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitSwitch，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitSwitch(node);
        }
        protected override Expression VisitTry(TryExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitTry，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitTry(node);
        }

        protected override Expression VisitTypeBinary(TypeBinaryExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitTypeBinary，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitTypeBinary(node);
        }
        protected override Expression VisitUnary(UnaryExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"访问了 VisitUnary，内容：{node.ToString()}");
            return base.VisitUnary(node);
        }

    }

调用方法：

Expression<Func<int, int, bool>> fun = (x, y) => x - y > 5;

var treeModifier = new SnailExpressionVisitor();
Expression modifiedExpr = treeModifier.Visit(fun);

运行结果：

从打印的日志里面可以看出，

1、每次访问表达式类时，都会先去调用Visit函数，估计他是在Visit里面判定表达式类，然后在根据表达式类的类型，调用访问改表达式的函数

2、对Lambda表达式类，是先访问的是Expression<T>。Expression<T>是不是很熟悉，上一章说过他的作用是将强类型Lambda表达式表示为表达式树形式的数据结构，解析成功之后才对表达式的访问

3、对于表达式先解析的是左边，左边的内容解析完了之后在解析右边，如(x-y)>5，解析的顺序是：x-y=>x=>y=>5

2.2、修改表达式树

既然我们弄清楚了表达式树的访问，现在我们就可以对他进行编辑修改了。

上面我们判断的是x-y>5，现在我们规定，将“-”改成“+”，“>”改成“>=”

对VisitBinary方法修改代码如下：

protected override Expression VisitBinary(BinaryExpression node)
{
    Console.WriteLine($"访问了 VisitBinary，内容：{node.ToString()}");
    if (node.NodeType == ExpressionType.GreaterThan)
    {
        Expression left = this.Visit(node.Left);
        Expression right = this.Visit(node.Right);

        var result = Expression.MakeBinary(ExpressionType.GreaterThanOrEqual, left, right, node.IsLiftedToNull, node.Method);
        Console.WriteLine($"访问了 VisitBinary，更改之后的内容：{result.ToString()}");
        return result;
    }
    else if (node.NodeType == ExpressionType.Subtract || node.NodeType == ExpressionType.SubtractChecked)
    {
        Expression left = this.Visit(node.Left);
        Expression right = this.Visit(node.Right);

        var result = Expression.MakeBinary(ExpressionType.Add, left, right, node.IsLiftedToNull, node.Method);
        Console.WriteLine($"访问了 VisitBinary，更改之后的内容：{result.ToString()}");
        return result;
    }
    else
    {
        return base.VisitBinary(node);
    }
}

调用方法：

Expression<Func<int, int, bool>> fun = (x, y) => x - y > 5;

var treeModifier = new SnailExpressionVisitor();
Expression modifiedExpr = treeModifier.Visit(fun);

Console.WriteLine($"Lambda的转换最后结果：{modifiedExpr.ToString()}");

运行结果如下

三、总结

对表达树的讲解已经完成了，但是说了这么久，对真实的开发有什么作用呢？后面我将利用Lambda表达式写一个对现有数据分页的公共方法，同时在对Dapper的扩展也会用到相关知识点，大家拭目以待吧……