06.C# 知识回顾 - 表达式树 Expression Trees.pdf

表达式树（Expression Trees）是.NET Framework中的一个重要概念，特别是与C#语言紧密相关。表达式树允许开发者以树状结构表示代码表达式。每棵树代表一个表达式，而树的节点代表表达式中的运算符、方法调用、参数等元素。表达式树可以动态地修改可执行代码，执行LINQ查询，以及在不同数据库之间进行操作。此外，表达式树还可以用于动态语言运行时（Dynamic Language Runtime, DLR），为动态语言和.NET Framework提供互操作性。 在C#中创建表达式树主要有两种方法： 1. 使用Lambda表达式创建表达式树： C#编译器能够将Lambda表达式转换为表达式树。这仅限于表达式Lambda（或单行Lambda）。以下是一些通过Lambda表达式创建不同类型表达式树的示例代码： ```csharp Expression<Action<int>> actionExpression = n => Console.WriteLine(n); Expression<Func<int, bool>> funcExpression1 = (n) => n < 0; Expression<Func<int, int, bool>> funcExpression2 = (n, m) => n - m == 0; ``` 2. 使用API创建表达式树： 可以通过Expression类的静态方法创建表达式树。以下是一段示例代码，展示了如何使用Expression类创建一个简单的表达式树： ```csharp // 定义一个参数表达式 ParameterExpression pExpression = Expression.Parameter(typeof(int), "num"); // 定义一个常量表达式 ConstantExpression cExpression = Expression.Constant(0); // 定义一个二元表达式 BinaryExpression bExpression = Expression.MakeBinary(ExpressionType.Equal, pExpression, cExpression); // 创建一个Lambda表达式 Expression<Func<int, bool>> lambda = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(bExpression, pExpression); ``` 解析表达式树是指将表达式树分解为其组成部分的过程。例如，以下代码片段说明了如何解析一个Lambda表达式： ```csharp Expression<Func<int, bool>> funcExpression = num => num == 0; ParameterExpression pExpression = funcExpression.Parameters[0]; BinaryExpression body = (BinaryExpression)funcExpression.Body; Console.WriteLine($"解析：{pExpression.Name}=>{body.Left} {body.NodeType} {body.Right}"); ``` 表达式树的永久性指的是，一旦创建了一个表达式树，就不能直接修改它。如果想要修改表达式树，必须创建一个新的表达式树，通过复制原树并替换掉需要修改的节点来实现。为了遍历和修改表达式树，可以使用表达式树访问者（expression tree visitors）。 编译表达式树涉及到将表达式树表示的代码转换成可执行的委托（delegate）。Expression<TDelegate>类型提供了Compile方法，允许开发者编译表达式树生成可执行的代码。以下是一个编译并执行表达式树的示例： ```csharp Expression<Func<string, int>> funcExpression = msg => msg.Length; var lambda = ***pile(); Console.WriteLine(lambda("Hello, World!")); ``` 创建动态查询是表达式树应用的一个重要领域，尤其是通过LINQ（语言集成查询）技术。在LINQ中，开发者可以编写表达式树来构建查询，并且这些查询可以被转换为SQL语句来执行，特别是在数据库操作中。 表达式树提供了一种在运行时动态操作代码的机制，允许程序在不需要事先编译的情况下，根据表达式树来生成对应的代码逻辑。这对于开发高度抽象和动态的框架和库是非常有用的，因为它可以让开发者以一种更为灵活的方式来编写程序。此外，表达式树也常用于表达式解析器、代码生成器、规则引擎等领域。 总结来说，表达式树在C#中是一个非常强大的特性，它让代码的表示、编辑和执行变得更加灵活。在处理动态类型语言、编写代码生成器、进行数据库查询等方面，表达式树都是不可或缺的工具。