首页
学习
活动
专区
圈层
工具
发布
首页
学习
活动
专区
圈层
工具
MCP广场
社区首页 >专栏 >c#表达式树入门,看这个就够了

c#表达式树入门,看这个就够了

原创
作者头像
洪移潮
修改2024-10-31 21:00:23
修改2024-10-31 21:00:23
1790
举报
文章被收录于专栏:C#从中级到高级C#从中级到高级

题记:

由于反射需要大量的性能开销,所以推荐用表达式树或者emit,但是emit 如果不熟悉指令编程的话,使用成本很大,所以优先推荐表达式树,但是网上给出来的文档 都非常的复杂,只是带你使用,刚好我团队的小伙伴也不太理解,所以我来整理一篇简单入门版本的

ps:问: 反射有3种方式,一个是获取值,一个是赋值,一个是调用方法 (如构造器 静态方法 普通方法等),哪个才是性能元凶

先总结: 表达式树 就是代码的拼接, 所以有以下三个区域

  • 入参
  • 代码块
  • 返回值
  1. 入参 参数是 Expression.Parameter()
  2. 代码块 常见的代码块 加/减/乘/除/等于/获取字段值/获取属性值/调用方法/new对象 Expression.Property()获取某对象字段的值 test.M Expression.Assign(), 给对象属性或字段赋值 test.M = 1 Expression.Multiply(),加减乘除 的方法 Expression.Call(), 调用某对象的方法,可以是静态 Expression.Constant() 常值 比如 1 其实应该是 Constant("This is t2 name", typeof(String)); Expression.New()创建对象 Expression.NotEqual ELSE For循环等等,这个入门后 自己查资料即可 Expression.Convert(),强制性转换 如 Expression.Convert()配合Call
  3. 返回值 返回值 其实就是2个: 无返回 值即 可执行的代码块{}, 返回一个值 如 new对象,入参的对象,常量值,或者 List数组 Expression.Block() Expression.MemberInit() Expression.ListInit() 其实理论上来说,表达式树没有固定的返回的值,因为 表达式树中不允许出现return,只是调用Compile()的推测, 所以其实 返回值 只有一个Block,其他全部是 代码块,只不过我觉得这时候应该区分出来, 这个也是所有的表达式树在调用Lamda 的时候标准写法都是 Block包装,可以省略。

以下是例子的由简单到复杂的汇总,代码在后面的框里面

  1. Expression<Func<int, int, int>> func = (m, n) => m * n;
  2. Expression<Func<T01, String>> func = (T01 m) => m.Name;
  3. Expression<Action<T01,String>> func = (T01 m, String str) => m.Name = str;
  4. Expression<Func<String, T01>> expression1 = (String str)=>new T01() { Name = str };
  5. Expression<Action<T01,T02>> action = (T01 t1, T02 t2)=> t2.Name = t1.Name;
  6. Fun<T01, T02> func = T01 t1 => new T02(){ Name = t1.Name}

简单例子:Expression<Func<int, int, int>> func = (m, n) => m * n;

以下所有的表达式树都带你从入参 到代码块 到返回值 到Compile()的步骤来拼接

代码语言:c#
复制
//入参
ParameterExpression t1 = Expression.Parameter(typeof(Int32), "t1");
ParameterExpression t2 = Expression.Parameter(typeof(Int32), "t2");
//代码块
BinaryExpression multiply = Expression.Multiply(t1, t2);
//返回值Block
BlockExpression block = Expression.Block(multiply);
//编译
Expression<Func<int, int, int>> expression =  Expression.Lambda<Func<int, int, int>>(block, t1, t2);
Func<int, int, int> func = expression.Compile();

上面说了 表达式树不允许出现显示的代码块 不允许出现return,所以注意以下错误的写法

代码语言:c#
复制
Expression<Func<int, int,int>> expression = (m,n)=> m * n;
//以下是错误形式
Expression<Action<int, int>> expression = (m,n)=> { };
Expression<Action<int, int>> expression = (m,n)=> {m + n };
Expression<Func<int, int,int>> expression = (m,n)=> { return m + n; };

注意: 没有复杂逻辑块,如 {},不允许显示写 return,大家可以试试上面注释code

进阶之操作类型属性

代码语言:c#
复制
public class T01
{
    public String Name { get; set; }
}

public class T02
{
    public String Name { get; set; }
}

1 操作 Expression<Func<T01, String>> func = (T01 m) => m.Name;

代码语言:c#
复制
//如果想 得到  Fuc<Test, int> t = Test test => test.M
//入参
ParameterExpression m = Expression.Parameter(typeof(T01), "m");
//代码块
MemberExpression left = Expression.Property(m, typeof(T01).GetProperty(nameof(T01.Name)));
//错误的写法是 
//Expression.Property(null, typeof(T01).GetProperty(nameof(T01.Name))),
//因为有些以为 我都 传了typeof(Test) 肯定获取到对应属性的值,
//其实表达式树是 编译代码的,所以每一步都得实现,少一个不可。
//这里的 是 m.Name 其实分为3步  m  .   Name,都必须有

//返回值
BlockExpression block1 = Expression.Block(left);
Expression<Func<T01, String>> expression = Expression.Lambda<Func<T01, String>>(block1, m);
Func<T01, String> func = expression.Compile();

2 操作属性赋值: Expression<Action<T01>> func = (T01 m) => m.Name = "new name";

代码语言:c#
复制
//入参
ParameterExpression m = Expression.Parameter(typeof(T01), "m");
//代码块
//拼接 m.Name
MemberExpression left = Expression.Property(m, typeof(T01).GetProperty(nameof(T01.Name)));
// m.Name = "new name"
BinaryExpression assignExpression1 = Expression.Assign(left, Expression.Constant("new name", typeof(String)));
//返回值 此处无
BlockExpression block = Expression.Block(assignExpression1);
Expression<Action<T01>> expression = Expression.Lambda<Action<T01>>(block, m);
Action<T01> func = expression.Compile();
T01 t01 = new T01() { Name = "old name" };
func(t01);
Console.WriteLine(t01.Name);//new name

3 操作属性赋值: Expression<Action<T01,String>> func = (T01 m, String str) => m.Name = str;

代码语言:c#
复制
//入参
ParameterExpression m = Expression.Parameter(typeof(T01), "m");
ParameterExpression str = Expression.Parameter(typeof(String), "str");
//代码块
//拼接 m.Name
MemberExpression left = Expression.Property(m, typeof(T01).GetProperty(nameof(T01.Name)));
// m.Name = str
//Assign 赋值的
BinaryExpression assignExpression1 = Expression.Assign(left, left);
//返回值
BlockExpression block = Expression.Block(assignExpression1);
Expression<Action<T01, String>> expression = Expression.Lambda<Action<T01, String>>(block, m, str);
Action<T01, String> func = expression.Compile();
T01 t01 = new T01() { Name = "old name" };
func(t01,"new name");
Console.WriteLine(t01.Name);//new name

4 操作属性赋值:Expression<Func<String, T01>> expression1 = (String str)=>new T01() { Name = str };

这里有个问题是 new T01(){};

4.1. 这里是对象初始化模块,而不是 var t01 = new T02();t02.Name="";

所以一定得区分,而对象初始化模块 用得 Bind() 关系处理的,需要和Assign()区分开来

4.2. 注意Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(T01))) == Expression.New(typeof(T01)), 如果没有绑定关系 其实可以去掉 MemberInit()的写法,就和 可以去掉所有的Block一样,以及 Expression.Property()只传递一个 name 值一样,其实里面做了简化

代码语言:c#
复制
//入参
ParameterExpression str = Expression.Parameter(typeof(String), "str");
//代码块
MemberAssignment bind = Expression.Bind(typeof(T01).GetProperty(nameof(T01.Name)), str);
//返回值
MemberInitExpression newT01 = Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(T01)), bind);
BlockExpression block = Expression.Block(newT01);
Expression<Func<String, T01>> expression = Expression.Lambda<Func<String, T01>>(block,str);
Func<String, T01> func = expression.Compile();
T01 t01 = new T01() { Name = "old name" };
t01 = func("new name");
Console.WriteLine(t01.Name);//new name

5 操作 Expression<Action<T01,T02>> action = (T01 t1, T02 t2)=> t2.Name = t1.Name;

代码语言:c#
复制
//入参
ParameterExpression t1 = Expression.Parameter(typeof(T01), "t1");
ParameterExpression t2 = Expression.Parameter(typeof(T02), "t2");
//代码块
//第二步,t2.Name 拆解为 参数t2, 属性符号 . 属性名称 Name
var member1 = Expression.Property(t2, nameof(T02.Name));
//拆解 t1.Name
var member2 = Expression.Property(t1, nameof(T01.Name));
//将member2赋值给member1
var member = Expression.Assign(member1, member2);

Expression block = Expression.Block(member);
Expression<Action<T01, T02>> expression = Expression.Lambda<Action<T01, T02>>(block, t1, t2);
var func = expression.Compile();
T01 t01 = new T01() { Name = "This is t1 name" };
T02 t02 = new T02() { Name = "This is t2 name" };

func(t01, t02);
Console.WriteLine(t02.Name); //输出的是 This is t1 name; 

6 写一个Fun<T01, T02> func = T01 t1 => new T02(){ Name = t1.Name}的转换器

代码语言:c#
复制
//定义入参
ParameterExpression t1 = Expression.Parameter(typeof(T01), "t1");
//代码块
//拆解 t1.Name
var member2 = Expression.Property(t1, nameof(T01.Name));
//因为这里是new,所以 这里实际是 绑定 T02.Name与 T01.Name的关系
var member = Expression.Bind(typeof(T02).GetProperty(nameof(T02.Name)), member2);
//当创建对象的时候,依据绑定关系 new T02()
//当然也可以 var member = Expression.Bind(typeof(T02).GetProperty(nameof(T02.Name)), Expression.Constant("xxxxx"));
//如果没有 member 那么可以直接 New() 不需要MemberInit()
Expression block = Expression.Block(Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(T02)), member));
Expression<Func<T01, T02>> expression = Expression.Lambda<Func<T01, T02>>(block, t1);
var func = expression.Compile();
T01 t01 = new T01() { Name = "This is t1 name" };
T02 t02 = new T02() { Name = "This is t2 name" };

t02 = func(t01);
Console.WriteLine(t02.Name);//这里输出的  "This is t1 name"

注意 这里是 Bind() 而不是 Assign(), 那这里可以用 Assign()吗?

答案是不行.因为 Assign 的写法就是 T02 t02 = new T02(); t02.Name = t01.Name;return t02; 这个原因上面解释过, 这里在强调下, 表达式树 不允许代码块,不允许return,只允许单操作.

最后 在强调下,表达式树 其实 就是 入参 出参 返回的代码拼接,然后执行成 我们想要的代码,虽然看起来复杂,但是实际就是一步步来的.

留个作业,

  1. 将上面的 Fun<T01, T02> func 改成通用的写法. 下面直接贴了,我在本地没调试,大家可以自己调试下
  2. 如何实现 Expression.Call 的执行方式
  3. 将注释上面的功能都实现一遍
代码语言:c#
复制
public class MapHelper
{
    private static Dictionary<String, Object> dicFunc = new Dictionary<string, Object>();
            /// 没有判断泛型 IsGenericType
        /// 没操作 属性 不同类型 转不同类型的操作(重新调用Map类即可), ps => IEnumerable 转换需要调用 Expression.Call( IEnumerable.Select(Map) )来处理转换条件
        /// 没操作 IsNullable 转为值类型数据转换  需要 Expression.PropertyType("value")来强制性赋值到 基础类型
        /// 没操作 特性转换
        /// 可以理解成只做 类型相同字段 的  值赋值转换
    public static void Map<T1, T2>(T1 source, T2 destination) where T1 : class, new() where T2 : class, new()
    {
        Type tIn = typeof(T1);
        Type tResult = typeof(T2);
        String key = $"{tIn}_Convert_{tResult}";
        if (!dicFunc.TryGetValue(key, out var func))
        {
            lock (dicFunc)
            {
                if (!dicFunc.TryGetValue(key, out func))
                {
                    ParameterExpression t1 = Expression.Parameter(tIn);
                    ParameterExpression t2 = Expression.Parameter(tResult);
                    List<Expression> list = new List<Expression>();
                    Dictionary<PropertyInfo, PropertyInfo> map = new Dictionary<PropertyInfo, PropertyInfo>();
                    foreach (var item in tResult.GetProperties().Where(x => x.PropertyType.IsPublic && x.CanWrite && x.CanRead))
                    {
                        String name = item.Name;
                        var p1 = tIn.GetProperty(name);
                        if (p1 == null) continue;
                        if (!p1.PropertyType.IsPublic || !p1.CanWrite || !p1.CanRead || p1.PropertyType != item.PropertyType) continue;
                        MemberExpression mIn = Expression.Property(t1, p1);
                        MemberExpression mResult = Expression.Property(t2, item);
                        var memberBinding = Expression.Assign(mResult, mIn);
                        list.Add(memberBinding);
                    }
                    Expression<Action<T1, T2>> lambda = Expression.Lambda<Action<T1, T2>>(Expression.Block(list), t1, t2);
                    var action = lambda.Compile();
                    dicFunc[key] = action;
                    func = action;
                }
            }
        }
        ((Action<T1, T2>)func)(source, destination);
    }
    public static TResult Map<TIn, TResult>(TIn source) where TIn : class, new() where TResult : class, new()
    {
        Type tIn = typeof(TIn);
        Type tResult = typeof(TResult);
        String key = $"{tIn}_New_{tResult}";
        if (!dicFunc.TryGetValue(key, out var func))
        {
            lock (dicFunc)
            {
                if (!dicFunc.TryGetValue(key, out func))
                {
                    ParameterExpression t1 = Expression.Parameter(tIn);

                    List<MemberBinding> list = new List<MemberBinding>();
                    foreach (var item in tResult.GetProperties().Where(x => x.PropertyType.IsPublic && x.CanWrite && x.CanRead))
                    {
                        String name = item.Name;
                        var p1 = tIn.GetProperty(name);
                        if (p1 == null) continue;
                        if (!p1.PropertyType.IsPublic || !p1.CanWrite || !p1.CanRead || p1.PropertyType != item.PropertyType) continue;
                        MemberExpression property1 = Expression.Property(t1, p1);
                        var memberBinding = Expression.Bind(item, property1);
                        list.Add(memberBinding);
                    }
                    Expression<Func<TIn, TResult>> lambda;
                    if (list.Count == 0)
                    {
                        lambda = Expression.Lambda<Func<TIn, TResult>>(Expression.Block(Expression.Constant(null, tResult)), t1);
                    }
                    else
                    {
                        lambda = Expression.Lambda<Func<TIn, TResult>>(Expression.MemberInit(Expression.New(tResult), list), t1);
                    }
                    var action = lambda.Compile();
                    dicFunc[key] = action;
                    func = action;
                }
            }
        }
        return ((Func<TIn, TResult>)func)(source);
    }
}

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • 题记:
    • 由于反射需要大量的性能开销,所以推荐用表达式树或者emit,但是emit 如果不熟悉指令编程的话,使用成本很大,所以优先推荐表达式树,但是网上给出来的文档 都非常的复杂,只是带你使用,刚好我团队的小伙伴也不太理解,所以我来整理一篇简单入门版本的
    • 简单例子:Expression<Func<int, int, int>> func = (m, n) => m * n;
    • 进阶之操作类型属性
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档