C# 最完善的表达式树 Expression.Dynamic的玩法

郑子铭

发布于 2023-08-29 09:30:08

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发布于 2023-08-29 09:30:08

前言

在我第一次写博客的时候，写的第一篇文章，就是关于表达式树。其中当时一直没有研究Expression.Dynamic的使用方法(因为网上找不到资料)，就了解到是程序运行时动态去构建表达式树，举个例子，例如我们需要在我们的查询条件中去构建他是等于或者不等于，这个时候，虽然我们可以定义等于或者不定于的BinaryExpression，然后在代码中通过switch去进行判断，使用的是Equal还是NotEqual，这中间还需要我们自己去写一个switch，如果使用了Dynamic的方法，我们就只需要找到对应的ExpressionType然后传入创建Binder的方法中，在调用Dynamic方法就可以动态的实现，各种判断操作，或者其他的调用方法，灵活度比switch更高，接下来，我们就看看如何使用Expression.Dynamic方法来实现各种操作吧，一下所有代码操作需要引入Microsoft.CSharp.RuntimeBinder，nuget搜索Microsoft.CSharp即可。

方便测试，我新建了一个Test的类，下面会用到

public class Test
{
    private List<string> Strings = new List<string>();
    public event Action TestEvent;
    public Test(int a,int b)
    {
        A = a;
        B = b;
        Strings.Add("1");
        Strings.Add("2");
        Strings.Add("3");
    }
    public string this[int Index] { get=> Strings[Index]; set=> Strings[Index]=value; }
    public int A { get; set; }
    public int B { get; set; }

    public int Add()
    {
        return A+B;
    }
    public static int AddOne()
    {
        return 15;
    }
}

二元运算

下面的代码实现一个二元运算，首先Dynamic方法是需要CallBinder参数的，而对应的实现有如下的Binder，我们首先需要去创建对应的Binder，二元运算就使用BinaryOperation方法创建，CSharpBinderFlags是一个枚举类型，它用于指定动态绑定操作的行为，里面可以定义在动态绑定的时候需要执行的一些特殊操作，例如，运算应该在已经检查的上下文中运行，或者使用Invoke等需要使用的一些特殊操作，或者转换的时候等等。

第二个参数是ExpressionType，标明我们是那一个二元运算，第三个是当前代码运行的主体类型 that indicates where this operation is used.即这个指示了这个操作被用在哪些地方。

第三个是一个CSharpArgumentInfo集合，是我们创建这个站点的时候需要使用的参数数量，如果是调用方法的时候，或者获取实例属性的时候，第一个参数是为实例参数，UseCompileTimeType类型是编译期间确定类型，其中还有IsStaticType，IsRef，IsOUt等各种，供我们使用。

然后我们创建一个dynamic的Expression，传入binder，返回类型是object，然后传入需要计算的两个参数10和1，最后得到委托，运行委托即可。

CallSiteBinder binder = Binder.BinaryOperation(
             CSharpBinderFlags.None,
             ExpressionType.LeftShift,
             typeof(Program),
             new[]
             {
         CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.UseCompileTimeType, null),
         CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.UseCompileTimeType, null)
             });

var dynamic = Expression.Dynamic(binder, typeof(object), Expression.Constant(10), Expression.Constant(1));

Func<int> func = Expression.Lambda<Func<int>>(Expression.Convert(dynamic, typeof(int))).Compile();
Console.WriteLine(func());

创建实例

从上面的Test类看到，我们定义了两个入参，可能有的人会问了为什么入参是两个Binder为什么定义了三个呢，这是因为，创建性的Binder在创建的时候参数第一个必须是类型参数，所以此处第一个参数必须是Test的type，然后后面是Static类型的参数，

最后一个参数就是3，调用Dynamic，第二个为返回类型的参数，然后传入对应的参数即可创建对象。

static int A = 5; var constructorBinder = Binder.InvokeConstructor(CSharpBinderFlags.None, typeof(Program), new[]
{
 CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.UseCompileTimeType,null),
   CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.IsStaticType,null),
 CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.UseCompileTimeType,null)

    var  createInstance = Expression.Dynamic(constructorBinder, typeof(Test),
         Expression.Constant(typeof(Test)),
 Expression.Constant(A),
 Expression.Constant(3));
var instance = Expression.Lambda<Func<Test>>(createInstance).Compile()();

调用方法

实例方法

实例方法，使用InvokeMember，第二个参数是调用的方法名称，第三个参数是参数类型，由于我没有定义参数所以为null，然后实例方法我们需要定义一个实例参数，在CSharpArgumentInfo定义，然后调用Dynamic，返回类型必须是Object，因为这块扯犊子的是他直接写死的，如果需要转只有自己到表达式树那块Convert转，调用然后生成委托，返回结果。

var invokeBinder = Binder.InvokeMember(
            CSharpBinderFlags.None,
            "Add",
            null,
            typeof(Program),
            new[] { CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null) });
        var invokeDynamic=Expression.Dynamic(invokeBinder, typeof(object),Expression.Constant(instance));
        var returnVal = Expression.Lambda<Func<object>>(invokeDynamic).Compile()();
        Console.WriteLine(returnVal);

静态方法

大体上没有区别，在参数类型需要标记为StaticType。传入的参数不再是实例，而是静态方法所属的类型下，可以看到，返回类型必须是Object，我自己在最后Convert了，源码中的Binder默认写死Object

var invokeStaticBinder = Binder.InvokeMember(
    CSharpBinderFlags.None,
    "AddOne",
    null,
    typeof(Test),
    new[] { CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.IsStaticType, null) });
var invokeStaticDynamic = Expression.Dynamic(invokeStaticBinder, typeof(object),Expression.Constant(typeof(Test)));
var Val = Expression.Lambda<Func<int>>(Expression.Convert(invokeStaticDynamic,typeof(int))).Compile()();
Console.WriteLine(Val);

转换

将int转换为Object类型。

var bindConvert = Binder.Convert(CSharpBinderFlags.None,typeof(object),typeof(Program));
var expressConvert = Expression.Dynamic(bindConvert,typeof(object),Expression.Constant(A));
var funcVal=Expression.Lambda<Func<object>>(expressConvert).Compile()();

Set Get属性

下面是Set，第二个参数是设置的属性名称，参数类型是实例，以及设置的属性值，最后生成委托，然后调用即可。

var bindSet = Binder.SetMember(CSharpBinderFlags.None, "A", typeof(Program), new[]
{
    CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null),
     CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null)
});
var setExpress = Expression.Dynamic(bindSet,typeof(void), Expression.Constant(instance),Expression.Constant(100));
var action = Expression.Lambda<Action>(setExpress).Compile();
action();

然后是Get，参数是实例的，然后返回就行了。

var bindGet = Binder.GetMember(CSharpBinderFlags.None, "A", typeof(Program), new[]
{
  CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null)
});
var getExpress = Expression.Dynamic(bindGet, typeof(object), Expression.Constant(instance));
var getFunc= Expression.Lambda<Func<object>>(getExpress).Compile()();
Console.WriteLine(getFunc);

一元运算

一元运算的ExpressionType，参数的定义，Binder和表达式树绑定，生成委托。

var NegateBinder = Binder.UnaryOperation(CSharpBinderFlags.None,ExpressionType.Negate,typeof(Program),new[]
{
    CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.UseCompileTimeType, null)
});
var NegateExpress = Expression.Dynamic(NegateBinder, typeof(object), Expression.Constant(10));
var NegateVal = Expression.Lambda<Func<object>>(NegateExpress).Compile()();

Get Set Index

先Set，第一个参数自变量，第二个为索引，第三个是具体的值，然后表达式树和Binder绑定，生成委托，调用，即可，可以看到上面Test我们定义了一个Index的。

 var setIndex = Binder.SetIndex(CSharpBinderFlags.None, typeof(Test), new[]
{
     CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null),
    CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null),
    CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null)
});
var setIndexExpress = Expression.Dynamic(setIndex,typeof(void),Expression.Constant(instance),Expression.Constant(1),Expression.Constant("cxd"));
var SetIndexaction = Expression.Lambda<Action>(setIndexExpress).Compile();
SetIndexaction();

然后是get，自变量，索引，生成委托，返回索引的值。

var getIndex= Binder.GetIndex(CSharpBinderFlags.None, typeof(Program), new[]
{
     CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null),
    CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.None, null)
});
var getIndexExpress = Expression.Dynamic(getIndex, typeof(object), Expression.Constant(instance), Expression.Constant(0));
var getIndexaction = Expression.Lambda<Func<object>>(getIndexExpress).Compile()();

IsEvent

判断属性是不是事件类型的，第二个是属性名称，返回值是bool。

var isevent = Binder.IsEvent(CSharpBinderFlags.None, "TestEvent", typeof(Program));//换成非Event就不行
var iseventExpress = Expression.Dynamic(isevent,typeof(bool),Expression.Constant(instance));
var res=Expression.Lambda<Func<bool>>(iseventExpress).Compile()();
Console.WriteLine(res);

Invoke

这个是用来调用委托的，我们定义一个Func的委托，可惜的是，返回值还是只能是object，然后参数参数，然后调用委托，就返回了111。

var actions= new Func<object>(()=>111);
var invokeOtherBinder = Binder.Invoke(CSharpBinderFlags.None,typeof(Program),new[]
{
        CSharpArgumentInfo.Create(CSharpArgumentInfoFlags.UseCompileTimeType, null),
});
var expression = Expression.Dynamic(invokeOtherBinder, typeof(object),Expression.Constant(actions));
var ra=Expression.Lambda<Func<object>>(expression).Compile()();

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原始发表：2023-04-25，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除