[.net 物件導向程式設計進階] (6) Lamda表示式(二) 表示式樹快速入門

yubinfeng發表於2015-07-04

物件程式設計

[.net 物件導向程式設計進階] (6) Lamda表示式(二) 表示式樹快速入門

本節導讀：

認識表示式樹(Expression Tree)，學習使用Lambda建立表示式樹，解析表示式樹。

學習表示式在程式設計中的優點：比如構造動態查詢、動態構造表示式樹完成未知物件屬性訪問，比反射的效能高出很多。我們可以說表示式樹才是Lambda的精髓，是我們必須要熟練掌握並靈活運用的。

1.關於表示式樹（Expression Tree）

表示式樹以樹形資料結構表示程式碼，其中每一個節點都是一種表示式，比如方法呼叫和 x < y 這樣的二元運算等。

表示式樹，對於剛接觸的人來說，比較難以理解。那麼什麼是表示式樹，通俗點來說，就是使用一種樹形的資料結構來快取表示式。

2.表示式樹能幫我們做點什麼？

上面我們說了表示式樹是一種資料結構，那麼為什麼要把表示式定義成表示式樹呢，轉成一種資料結構，能幫我們做點什麼？先明確了他能為我們帶來什麼，才有動力繼續看下去。

說到他的作用，當然是非常有用的，我們在很多場景下都要使用他，當表示式變為一個表示式樹的資料結構時，表示式就變為一個物件，你可以對錶達式樹中的物件元素（表示式的程式碼）進行編輯和運算。下面列舉幾種常用的：

通過修改表示式樹能夠動態修改可執行程式碼
在不同資料庫中執行 LINQ 查詢
建立動態查詢。
完成類似反射訪問未知物件屬性，通過動態構造表示式樹，生成委託。

3. 表示式樹的建立

名稱空間: System.Linq.Expressions

建立表示式樹示例：

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

這個語句包含三個部分：

一個宣告: Func<int, int, int> function
一個等號: =
一個lambda表示式: （num,num2)=> num < num2;

expression 就是一個型別為Expression<T>的表示式樹，可以看出，他並非是一個可執行程式碼，而是一種表示式樹的資料結構。

4. 表示式樹結構的構成

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

通過監視我們定義好的表示式樹，可以看到其構成

下面我們對幾個重要屬性說明：

Body: 得到表示式的主體。例：（num < num2）其中，Body中又包含屬性Left和Right 在上例中分別為num和num2
Parameters: 得到lambda表示式的引數。 例 {num,num2}
NodeType: 獲取樹的節點的ExpressionType。共45種不同值，包含所有表示式節點各種可能的型別。例如返回常量，例如返回引數，例如取兩個值的小值(<)，例如取兩個值的大值(>)，例如將值相加(+)，等等。例：Lambda
Type: 獲取表示式的一個靜態型別。 例：Func<int, int, bool>。
ReturnType:這個是表示式的返回型別 例：bool

還有一些其他屬性Name、CanReduce等，這些不是很常用。

5.解析表示式樹

我們瞭解了表示式樹結構的組成，解析表示式變得相當容易了，下面我們直接通過一個示例來完成對一個表示式樹的解析:

//表示式樹(Expression)
Expression<Func<int, int, bool>> expression = (x, y) => x!=0 && x==y+1;

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());