Mikel
来源： [C#] C# 知识回顾 – 表达式树 Expression Trees – 反骨仔 – 博客园
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简介
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。
表达式树还能用于动态语言运行时 (DLR) 以提供动态语言和 .NET Framework 之间的互操作性。
一、Lambda 表达式创建表达式树
若 lambda 表达式被分配给 Expression<TDelegate> 类型的变量，则编译器可以发射代码以创建表示该 lambda 表达式的表达式树。
C# 编译器只能从表达式 lambda （或单行 lambda）生成表达式树。
下列代码示例使用关键字 Expression创建表示 lambda 表达式：
1 Expression<Action<int>> actionExpression = n => Console.WriteLine(n); 2 Expression<Func<int, bool>> funcExpression1 = (n) => n < 0; 3 Expression<Func<int, int, bool>> funcExpression2 = (n, m) => n - m == 0;
二、API 创建表达式树
通过 API 创建表达式树需要使用 Expression 类
下列代码示例展示如何通过 API 创建表示 lambda 表达式：num => num == 0
1 //通过 Expression 类创建表达式树 2 // lambda：num => num == 0 3 ParameterExpression pExpression = Expression.Parameter(typeof(int)); //参数：num 4 ConstantExpression cExpression = Expression.Constant(0); //常量：0 5 BinaryExpression bExpression = Expression.MakeBinary(ExpressionType.Equal, pExpression, cExpression); //表达式：num == 0 6 Expression<Func<int, bool>> lambda = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(bExpression, pExpression); //lambda 表达式：num => num == 0
代码使用 Expression 类的静态方法进行创建。
三、解析表达式树
下列代码示例展示如何分解表示 lambda 表达式 num => num == 0 的表达式树。
1 Expression<Func<int, bool>> funcExpression = num => num == 0;
2
3 //开始解析
4 ParameterExpression pExpression = funcExpression.Parameters[0]; //lambda 表达式参数
5 BinaryExpression body = (BinaryExpression)funcExpression.Body; //lambda 表达式主体：num == 0
6
7 Console.WriteLine($"解析：{pExpression.Name} => {body.Left} {body.NodeType} {body.Right}");
四、表达式树永久性
五、编译表达式树
Expression<TDelegate> 类型提供了 Compile 方法以将表达式树表示的代码编译成可执行委托。
1 //创建表达式树
2 Expression<Func<string, int>> funcExpression = msg => msg.Length;
3 //表达式树编译成委托
4 var lambda = funcExpression.Compile();
5 //调用委托
6 Console.WriteLine(lambda("Hello, World!"));
7
8 //语法简化
9 Console.WriteLine(funcExpression.Compile()("Hello, World!"));
六、执行表达式树
执行表达式树可能会返回一个值，也可能仅执行一个操作（例如调用方法）。
1 const int n = 1;
2 const int m = 2;
3
4 //待执行的表达式树
5 BinaryExpression bExpression = Expression.Add(Expression.Constant(n), Expression.Constant(m));
6 //创建 lambda 表达式
7 Expression<Func<int>> funcExpression = Expression.Lambda<Func<int>>(bExpression);
8 //编译 lambda 表达式
9 Func<int> func = funcExpression.Compile();
10
11 //执行 lambda 表达式
12 Console.WriteLine($"{n} + {m} = {func()}");
七、修改表达式树
该类继承 ExpressionVisitor 类，通过 Visit 方法间接调用 VisitBinary 方法将 != 替换成 ==。基类方法构造类似于传入的表达式树的节点，但这些节点将其子目录树替换为访问器递归生成的表达式树。
1 internal class Program
2 {
3 private static void Main(string[] args)
4 {
5 Expression<Func<int, bool>> funcExpression = num => num == 0;
6 Console.WriteLine($"Source: {funcExpression}");
7
8 var visitor = new NotEqualExpressionVisitor();
9 var expression = visitor.Visit(funcExpression);
10
11 Console.WriteLine($"Modify: {expression}");
12
13 Console.Read();
14 }
15
16 /// <summary>
17 /// 不等表达式树访问器
18 /// </summary>
19 public class NotEqualExpressionVisitor : ExpressionVisitor
20 {
21 public Expression Visit(BinaryExpression node)
22 {
23 return VisitBinary(node);
24 }
25
26 protected override Expression VisitBinary(BinaryExpression node)
27 {
28 return node.NodeType == ExpressionType.Equal
29 ? Expression.MakeBinary(ExpressionType.NotEqual, node.Left, node.Right) //重新弄个表达式：用 != 代替 ==
30 : base.VisitBinary(node);
31 }
32 }
33 }
八、调试
8.1 参数表达式
1 ParameterExpression pExpression1 = Expression.Parameter(typeof(string)); 2 ParameterExpression pExpression2 = Expression.Parameter(typeof(string), "msg");
图8-1
图8-2
从 DebugView 可知，如果参数没有名称，则会为其分配一个自动生成的名称。
1 const int num1 = 250; 2 const float num2 = 250; 3 4 ConstantExpression cExpression1 = Expression.Constant(num1); 5 ConstantExpression cExpression2 = Expression.Constant(num2);
图8-3
图8-4
从 DebugView 可知，float 比 int 多了个后缀 F。
1 Expression lambda1 = Expression.Lambda<Func<int>>(Expression.Constant(250)); 2 Expression lambda2 = Expression.Lambda<Func<int>>(Expression.Constant(250), "CustomName", null);
图8-5
图8-6
观察 DebugView ，如果 lambda 表达式没有名称，则会为其分配一个自动生成的名称。
