C#表达式树的基本用法讲解_C#

表达式树使用一种类似树的结构来表示代码，它的每个节点都是一个表达式，比如方法调用和x<y这样的二元运算等。我们可以对表达式树的内容进行编辑和运算，这样能够动态修改可执行代码，以及动态创建查询等。我们可以使用匿名lambda表达式或者C# API来创建表达式树。

这一系列文章，主要是对C#表达式树的一种总结，基本知识参考MSDN的内容这部分内容可以直接到MSDN上查看，后面的几篇文章主要分享一下，在工作中碰到的应用到表达式树的部分，谨做为记录和分享。

生成表达式树

通过lambda表达式创建表达式树
可以通过将lambda表达式赋值给Expression<TDelegate>类型的变量，编译器可以自动生成创建该lambda表达式的表达式树。C#编译器只能从lambda表达式生成表达式树，只能是单行lambda表达式，不能解析多行lambda语句，如下，可以通过一下方式创建lambda表达式 num=>num<5的表达式树：

				?

									Expression<Func<int, bool>> lambda = num => num < 5;

通过API创建表达式树

使用API创建表达式，需要使用Expression类，这个类包含了创建特定类型表达式树节点的静态工厂方法，比如表示参数的变量ParameterExpression，表示方法调用的MethodExpression。ParameterExpression，MethodExpression以及其他特定的表达式类型都在System.Linq.Expression命名空间里定义，这些类型都派生于Expression抽象类。

下面的例子是使用API方式创建num=>num<5的lambda表达式对应的表达式树：

				?

									ParameterExpression numPara = Expression.Parameter(typeof(int), "num");//参数num

									ConstantExpression five = Expression.Constant(5, typeof(int));//常数5

									BinaryExpression numLessThanFive = Expression.LessThan(numPara, five);

									Expression<Func<int, bool>> lambda1 = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(numLessThanFive, new ParameterExpression[] { numPara });

从.NET Framework 4开始，表达式树API还支持赋值以及流程控制，比如循环，条件块和try ... catch块等。相对于通过lambda表达式创建表达式树，可以利用API创建更加复杂的表达式树，比如下面使用API创建数字阶乘的表达式树：

				?

									//参数value

									ParameterExpression value = Expression.Parameter(typeof(int), "value");

									//本地变量

									ParameterExpression result = Expression.Parameter(typeof(int), "result");

									//标签，用来跳出循环

									LabelTarget label = Expression.Label(typeof(int));

									//创建表达式块

									BlockExpression block = Expression.Block(

									 //添加本地参数result

									 new[] { result },

									 //result=1 赋值

									 Expression.Assign(result, Expression.Constant(1)),

									 //循环

									 Expression.Loop(

									  //循环条件

									  Expression.IfThenElse(

									   //如果 value>1

									   Expression.GreaterThan(value, Expression.Constant(1)),

									   //则 result*=value--;

									   Expression.MultiplyAssign(result, Expression.PostDecrementAssign(value)),

									   //否则跳出loop循环。跳到label的语句执行

									   Expression.Break(label, result)

									   ),

									   label

									  )

									);

									//编译表达式树

									Func<int, int> factor = Expression.Lambda<Func<int, int>>(block, value).Compile();

									//执行，输出结果120

									Console.WriteLine(factor(5));

解析表达式树

在获取了表达式树之后，如何获取表达式树的每一个部分，这个在有些情况下非常有用，下面这个例子展示了如何获取num=>num<5的各个部分。

				?

									Expression<Func<int, bool>> expreTree = num => num < 5;

									ParameterExpression param = (ParameterExpression)expreTree.Parameters[0];//num

									BinaryExpression operation = (BinaryExpression)expreTree.Body;//<

									ParameterExpression left = (ParameterExpression)operation.Left;//num

									ConstantExpression right = (ConstantExpression)operation.Right;//5

									                //output Decomposed expression: num => num LessThan 5 

									Console.WriteLine("Decomposed expression:{0} = > {1} {2} {3}", param.Name, left.Name, operation.NodeType, right.Value);

编译表达式树

Expression<TDelegate>类型有Compile方法，可以将表达式树编译成对应的TDelegate委托类型，使用方法如下：

				?

									// 创建表达式树

									Expression<Func<int, bool>> expr = num => num < 5;

									// 将表达式树编译成对应委托 

									Func<int, bool> result = expr.Compile();

									//调用委托方法，输出True

									Console.WriteLine(result(4));

									//也可以直接编译后调用，输出True

									Console.WriteLine(expr.Compile()(4));

再比如，下面例子演示了，创建一个表达式树，然后编译执行：

				?

									//创建表达式树的执行逻辑

									BinaryExpression be = Expression.Power(Expression.Constant(2D), Expression.Constant(3D));

									//创建表达式树

									Expression<Func<double>> le = Expression.Lambda<Func<double>>(be);

									//编译表达式树

									Func<double> compileExpression = le.Compile();

									//执行lambda表达式,获得结果8

									double result = compileExpression();

									Console.WriteLine(result);