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C#高级程序设计(九)——表达式树

表达式树的设计是基于"code as data"的思想,它把代码表示成树状的数据结构,树状结构中的每个节点都是一个表达式(这个表达式是一个广义的概念,并不是编程语言中所指的表达式语法),因此称为表达式树。
表达式树的本质在于将代码组织在数据段,而不是代码段,这对于运行时更改代码是非常重要的。
System.Linq.Expressions命名空间下含有很多类来表示不同的表达式,这些类都继承自抽象的Expression基类,Expression含有丰富的静态方法用于创建各种各样的表达式类。
一、编程方式构建表达式树
下面的代码以编程的方式构建表达式树
[csharp] 
Expression firstArg = Expression.Constant(2); 
Expression secondArg = Expression.Constant(3); 
Expression add = Expression.Add(firstArg, secondArg); 
Console.WriteLine(add); 

上面的代码创建的表达式树如图:
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二、表达式树与代理(编译表达式树成为代理)
将表达式树转化为代理的关键点在于Expression<TDelegate>类,继承关系如图:
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可以使用Expression.Lambda方法创建Expression<TDelegate>对象,Expression<TDelegate>对象包含Compile方法,用于将表达式编译成可执行代码并生成表示其lambda表达式的代理对象,
下面的代码表示转换过程:
[csharp] 
Expression firstArg = Expression.Constant(2); 
Expression secondArg = Expression.Constant(3); 
Expression add = Expression.Add(firstArg, secondArg); 
Func<int> compiled = Expression.Lambda<Func<int>>(add).Compile(); 
Console.WriteLine(compiled()); 

三、表达式树与Lambda表达式(Lambda表达式转换为表达式树)
可以通过lambda表达式构造Expression<TDelegate>对象:
[csharp] 
Expression<Func<string, string, bool>> expression = 
(x, y) => x.StartsWith(y); 
var compiled = expression.Compile(); 
Console.WriteLine(compiled("First", "Second")); 
Console.WriteLine(compiled("First", "Fir")); 

下面的代码与之等价,但是用编程方式构建表达式树:
[csharp]  
MethodInfo method = typeof(string).GetMethod 
("StartsWith", new[] { typeof(string) }); 
var target = Expression.Parameter(typeof(string), "x"); 
var methodArg = Expression.Parameter(typeof(string), "y"); 
Expression[] methodArgs = new[] { methodArg }; 
Expression call = Expression.Call(target, method, methodArgs); 
var lambdaParameters = new[] { target, methodArg }; 
var lambda = Expression.Lambda<Func<string, string, bool>> 
(call, lambdaParameters); 
var compiled = lambda.Compile(); 
Console.WriteLine(compiled("First", "Second")); 
Console.WriteLine(compiled("First", "Fir")); 

目前,并不是所有的lambda表达式都能转换成表达式树,只有单一表达式的lambda表达式才可以转化为表达式树,而且表达式中不能包含赋值。

四、表达式树与LINQ
表达式树主要应用在LINQ to SQL中,LINQ to SQL的目标是将LINQ请求转换为SQL语句(普通文本),但是在转换过程中我们又不想失去编译时类型检查,所以LINQ to SQL的设计思想是将LINQ查询转化成表达式树(查询中使用的lambda表达式按照某种算法转换为表达式树),然后再将表达式树转换成需要执行的SQL语句。
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补充:软件开发 , C# ,
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