[.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:
- 通过修改表达式树能够动态修改可执行代码
- 在不同数据库中执行 LINQ 查询
- 创建动态查询。
- 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:
- 一个声明: Func<int, int, int> function
- 一个等号: =
- 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!=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());
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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