[.net 面向对象程序设计进阶] (7) Lamda表达式(三) 表达式树高级应用

[.net  面向对象程序设计进阶 ] (7) Lamda表达式 ( 三 )  表达式树高级应用

本节导读： 讨论了表达式树的定义和解析之后，我们知道了表达式树就是并非可执行代码，而是将表达式对象化后的数据结构。是时候来引用他解决问题。而本节主要目的就是使用表达式树解决实际问题。 

读前必备：

本节学习前，需要掌握以下知识：

A.继承 [.net 面向对象编程基础] (12) 面向对象三大特性——继承 

B.多态 [.net 面向对象编程基础] (13) 面向对象三大特性——多态 

C.抽象类 [.net 面向对象编程基础] (15) 抽象类 

1.动态创建表达式树

上一节中通过对表达式树结构和解析表达式的学习以后，动态创建表达式树，已经变得非常简单了，下面我们使用表达式树动态创建下节的 Lambda 表达式 .

先看我们要最终完成的原表达式 :

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

动态创建过程如下：

//动态创建表达式树 Expression<Func<int, int, bool>> expression = (x, y) => x != 0 && x == y + 1;  //先创建两个参数 ParameterExpression[] parameters = new ParameterExpression[] { Expression.Parameter(typeof(int),"x"), Expression.Parameter(typeof(int), "y") };  ParameterExpression param1 = parameters[0]; ParameterExpression param2 = parameters[1];  //下面先创建右边第一个表达式 x!=0 //(1)常量 0x  ConstantExpression rightLeftRight = Expression.Constant(0, typeof(int)); //(2)创建左边第一个表达式 x!=0 BinaryExpression rightLeft = Expression.NotEqual(param1, rightLeftRight);  //下面创建右边第二个表达式 x==y+1 //(3) 先创建右边部分表达式y+1 BinaryExpression rightRightRight = Expression.Add(param2, Expression.Constant(1, typeof(int))); //(4)创建右边表达式  x==y+1 BinaryExpression rightRight = Expression.Equal(param1, rightRightRight);  //5）创建表达式 右部整体 x != 0 && x == y + 1 BinaryExpression Right = Expression.AndAlso(rightLeft, rightRight);  //(6)完成整个表达式 Expression<Func<int, int, bool>> lambdaExr = Expression.Lambda<Func<int, int, bool>>(Right,parameters);  Console.Write(lambdaExr.ToString());

运行结果如下：

上面创建过程如下：

2.执行表达式树

动态创建完成上面的表达式，我们肯定最终结果是要使用这个表达式进行处理一些问题，对于动创建的表达式树如何执行呢 ?

这个问题非常容易，只需要两个步聚：

A.Compiling  编程表达式树为委托

B. 调用表达式树（调用该委托）

下面看示例：

//执行表达式树 Expression<Func<int, int, bool>> expression = (x, y) => x != 0 && x == y + 1; Func<int, int, bool> result = expression.Compile(); bool result2= expression.Compile()(9,8); Console.WriteLine(result2); Console.WriteLine(result(3, 2)); Console.WriteLine(result(5, 4)); Console.WriteLine(result(6, 4)); Console.WriteLine(result(-6, -7));

运行结果如下：

3.调试表达式树

在调试应用程序时，您可以分析表达式树的结构和内容。 若要快速了解表达式树结构，您可以使用 DebugView  属性，该属性仅在调试模式下可用。 使用  Visual Studio  进行调试。为了更好地表示表达式 A. 树的内容， DebugView  属性使用  Visual Studio  可视化工具。

在“数据提示”、“监视”窗口、“自动”窗口或“局部变量”窗口中，单击表达式树的 DebugView  属性旁边显示的放大镜图标。将会显示可视化工具列表。

B. 单击要使用的可视化工具。

比如我们使用文本可视化工具

$ 符号，表示 参数

4.修改表达式树

表达式树是不可变的，这意味着不能直接修改表达式树。

若要更改表达式树，必须创建现有表达式树的一个副本，并在创建副本的过程中执行所需更改。 您可以使用 ExpressionVisitor  类遍历现有表达式树，并复制它访问的每个节点。

.NET 有一 ExpressionVisitor  类提供重写来修改表达式树

下面我们看一下如何通过重写VisitBinary方法将表达式树左边节点类型由 && 转为 ||，实现如下：

public class OrElseModifier : ExpressionVisitor {  public Expression Modify(Expression expression)  {   return Visit(expression);  }  protected override Expression VisitBinary(BinaryExpression b)  {   if (b.NodeType == ExpressionType.AndAlso)   {    Expression left = this.Visit(b.Left);    Expression right = this.Visit(b.Right);    return Expression.MakeBinary(ExpressionType.OrElse, left, right, b.IsLiftedToNull, b.Method);   }   return base.VisitBinary(b);  } } 

调用如下：

//修改表达式树             Expression<Func<int, int, bool>> expression = (x, y) => x != 0 && x == y + 1;  OrElseModifier amf = new OrElseModifier(); Expression newExp= amf.Modify(expression); Console.WriteLine("原表达式：      "+ expression.ToString()); Console.WriteLine("修改后的表达式："+newExp.ToString());

运行结果如下：

对于上面的实现，有几点要说明，上面 .NET 提供给我们的类 ExpressionVisitor  有很多可重写的方法供我们完成对表达式的间接修改，返回一个表达式副本，也就是新的表达式。

我们在调用阶段为什么要使用 Modify(expression) ；来调用，这点， .net 在设计的时候，使用了一种设计模式，就是访问者模式。

我们可以看到 VisitBinary 是一个保护的成员，当然我们在重写的时候是不能修改原方法的修饰符的。

这一点小伙伴们在 [.net 面向对象编程基础] (13) 面向对象三大特性 —— 多态 一节中可以详细了解。

对于设计模式，我如果有时间，会写这方面的东西，博客园相关的文章也是非常多。

5.使用表达式树来生成动态查询

我们做一个有意思的示例，分类查询我在博客园中的文章。

第一步，我们先获取文章列表，通过一个实体列表来存放数据

先建立实体：

/// <summary /// 我的博客文章实体类 /// </summary> public class MyArticle {  /// <summary>  /// 文章编号  /// </summary>  public int id { get; set; }  /// <summary>  /// 文章标题  /// </summary>  public string title { get; set; }  /// <summary>  /// 文章摘要  /// </summary>  public string summary { get; set; }  /// <summary>  /// 发布时间  /// </summary>  public DateTime published { get; set; }  /// <summary>  /// 最后更新时间  /// </summary>  public DateTime updated { get; set; }  /// <summary>  /// URL地址  /// </summary>  public string link { get; set; }  /// <summary>  /// 推荐数  /// </summary>  public int diggs { get; set; }  /// <summary>  /// 浏览量  /// </summary>  public int views { get; set; }  /// <summary>  /// 评论数  /// </summary>  public int comments { get; set; }  /// <summary>  /// 作者  /// </summary>  public string author { get; set; } } 

接下来获取文章

//动态查询 我在博客园中的文章分类查询 //第一步，获取我在博客园中的文章 List<MyArticle> myArticleList = new List<MyArticle>();    var document = XDocument.Load(  "http://wcf.open.cnblogs.com/blog/u/yubinfeng/posts/1/100"  ); var elements = document.Root.Elements(); //在进行这个工作之前，我们先获取我博客中的文章列表 var result = elements.Where(m => m.Name.LocalName == "entry").Select(myArticle => new MyArticle {  id = Convert.ToInt32(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "id").Value),  title = myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "title").Value,  published = Convert.ToDateTime(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "published").Value),  updated = Convert.ToDateTime(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "updated").Value),  diggs = Convert.ToInt32(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "diggs").Value),  views = Convert.ToInt32(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "views").Value),  comments = Convert.ToInt32(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "comments").Value),  summary = myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "summary").Value,  link = myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "link").Attribute("href").Value,  author = myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "author").Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "name").Value }); myArticleList.AddRange(result); 

创建一个查询表达式树的方法

public abstract class ExpressionTree<T> {     public static IQueryable<T> MySearchList(IQueryable<T> myArticleTable, T myArticle)     {  //第二步，动态查询我的文章  // List<MyArticle> SearchMyArticleList = new List<MyArticle>();  //1.我们先定义几个查询的参数(文章标题,浏览数,发布时间)          ParameterExpression myart = Expression.Parameter(typeof(T), "article");   //标题       ParameterExpression searchTitle = Expression.Parameter(typeof(string), "searchTitle");   //标题       ParameterExpression searchViews = Expression.Parameter(typeof(int), "searchViews");     //浏览数     ParameterExpression searchPublished = Expression.Parameter(typeof(DateTime), "searchPublished");//创建月份  //2.使用表达式树，动态生成查询 （查询某个日期的文章）  Expression left = Expression.Property(myart, typeof(T).GetProperty("published")); //访问属性的表达式  Expression right = Expression.Property(Expression.Constant(myArticle), typeof(T).GetProperty("published"));//访问属性的表达式  Expression e1 = Expression.GreaterThanOrEqual(left, right); //大于等于  //2.使用表达式树，动态生成查询 （按点击数查询）  Expression left2 = Expression.Property(myart, typeof(T).GetProperty("views")); //访问属性的表达式  Expression right2 = Expression.Property(Expression.Constant(myArticle), typeof(T).GetProperty("views"));//访问属性的表达式  Expression e2 = Expression.GreaterThanOrEqual(left2, right2);  //3.构造动态查询 （按点击数和月份查询）  Expression predicateBody = Expression.AndAlso(e1, e2);  //4.构造表达式  MethodCallExpression whereCallExpression = Expression.Call(      typeof(Queryable),      "Where",      new Type[] { typeof(T) },      myArticleTable.Expression,      Expression.Lambda<Func<T, bool > >(predicateBody, new ParameterExpression[] { myart }));  //创建查询表达式树  IQueryable<T> results = myArticleTable.Provider.CreateQuery<T>(whereCallExpression);  return results;     } } 

调用方法

IQueryable<MyArticle> results = ExpressionTree<MyArticle>.MySearchList(myArticleList.AsQueryable<MyArticle>(), new MyArticle() { views=500, published=Convert.ToDateTime("2015-06")});                  foreach (MyArticle article in results)     Console.WriteLine(article.title + " /n [发布日期:"+article.published+"] [浏览数："+article.views+"]");

运行结果如下：

我们查询的是 发布日期在6月1日以后，点击量在500以上的文章

6.要点：

本节通过动态创建表达式树、执行表达式树及表达式树的调试的学习，最后通过一个动态查询博客园文章结束，使小伙伴们能熟练认识表达式树在动态查询上带来的便利。