[.net 面向对象程序设计进阶] (7) Lamda表达式(三) 表达式树高级应用
本节导读：讨论了表达式树的定义和解析之后，我们知道了表达式树就是并非可执行代码，而是将表达式对象化后的数据结构。是时候来引用他解决问题。而本节主要目的就是使用表达式树解决实际问题。
读前必备：
本节学习前，需要掌握以下知识：
A.继承 [.net 面向对象编程基础] (12) 面向对象三大特性——继承
B.多态 [.net 面向对象编程基础] (13) 面向对象三大特性——多态
C.抽象类 [.net 面向对象编程基础] (15) 抽象类
1.动态创建表达式树
上一节中通过对表达式树结构和解析表达式的学习以后，动态创建表达式树，已经变得非常简单了，下面我们使用表达式树动态创建下节的Lambda表达式.
先看我们要最终完成的原表达式:
Expression<Func<int, int, bool>> expression = (x, y) => x!=0 && x==y+1;
动态创建过程如下：
//动态创建表达式树 Expression<Func<int, int, bool>> expression = (x, y) => x != 0 && x == y + 1; //先创建两个参数 ParameterExpression[] parameters = new ParameterExpression[] { Expression.Parameter(typeof(int),"x"), Expression.Parameter(typeof(int), "y") }; ParameterExpression param1 = parameters[0]; ParameterExpression param2 = parameters[1]; //下面先创建右边第一个表达式 x!=0 //(1)常量 0x ConstantExpression rightLeftRight = Expression.Constant(0, typeof(int)); //(2)创建左边第一个表达式 x!=0 BinaryExpression rightLeft = Expression.NotEqual(param1, rightLeftRight); //下面创建右边第二个表达式 x==y+1 //(3) 先创建右边部分表达式y+1 BinaryExpression rightRightRight = Expression.Add(param2, Expression.Constant(1, typeof(int))); //(4)创建右边表达式 x==y+1 BinaryExpression rightRight = Expression.Equal(param1, rightRightRight); //5）创建表达式 右部整体 x != 0 && x == y + 1 BinaryExpression Right = Expression.AndAlso(rightLeft, rightRight); //(6)完成整个表达式 Expression<Func<int, int, bool>> lambdaExr = Expression.Lambda<Func<int, int, bool>>(Right,parameters); Console.Write(lambdaExr.ToString());
运行结果如下：
上面创建过程如下：
2.执行表达式树
动态创建完成上面的表达式，我们肯定最终结果是要使用这个表达式进行处理一些问题，对于动创建的表达式树如何执行呢?
这个问题非常容易，只需要两个步聚：
A.Compiling 编程表达式树为委托
B.调用表达式树（调用该委托）
下面看示例：
//执行表达式树 Expression<Func<int, int, bool>> expression = (x, y) => x != 0 && x == y + 1; Func<int, int, bool> result = expression.Compile(); bool result2= expression.Compile()(9,8); Console.WriteLine(result2); Console.WriteLine(result(3, 2)); Console.WriteLine(result(5, 4)); Console.WriteLine(result(6, 4)); Console.WriteLine(result(-6, -7));
运行结果如下：
3.调试表达式树
在调试应用程序时，您可以分析表达式树的结构和内容。 若要快速了解表达式树结构，您可以使用 DebugView 属性，该属性仅在调试模式下可用。 使用 Visual Studio 进行调试。为了更好地表示表达式A.树的内容，DebugView 属性使用 Visual Studio 可视化工具。
在“数据提示”、“监视”窗口、“自动”窗口或“局部变量”窗口中，单击表达式树的 DebugView 属性旁边显示的放大镜图标。将会显示可视化工具列表。
B.单击要使用的可视化工具。
比如我们使用文本可视化工具
$符号，表示 参数
4.修改表达式树
表达式树是不可变的，这意味着不能直接修改表达式树。
若要更改表达式树，必须创建现有表达式树的一个副本，并在创建副本的过程中执行所需更改。 您可以使用 ExpressionVisitor 类遍历现有表达式树，并复制它访问的每个节点。
.NET 有一ExpressionVisitor 类提供重写来修改表达式树
下面我们看一下如何通过重写VisitBinary方法将表达式树左边节点类型由 && 转为 ||，实现如下：
public class OrElseModifier : ExpressionVisitor { public Expression Modify(Expression expression) { return Visit(expression); } protected override Expression VisitBinary(BinaryExpression b) { if (b.NodeType == ExpressionType.AndAlso) { Expression left = this.Visit(b.Left); Expression right = this.Visit(b.Right); return Expression.MakeBinary(ExpressionType.OrElse, left, right, b.IsLiftedToNull, b.Method); } return base.VisitBinary(b); } }
调用如下：
//修改表达式树 Expression<Func<int, int, bool>> expression = (x, y) => x != 0 && x == y + 1; OrElseModifier amf = new OrElseModifier(); Expression newExp= amf.Modify(expression); Console.WriteLine("原表达式： "+ expression.ToString()); Console.WriteLine("修改后的表达式："+newExp.ToString());
运行结果如下：
对于上面的实现，有几点要说明，上面.NET提供给我们的类ExpressionVisitor 有很多可重写的方法供我们完成对表达式的间接修改，返回一个表达式副本，也就是新的表达式。
我们在调用阶段为什么要使用Modify(expression)；来调用，这点，.net在设计的时候，使用了一种设计模式，就是访问者模式。
我们可以看到VisitBinary是一个保护的成员，当然我们在重写的时候是不能修改原方法的修饰符的。
这一点小伙伴们在[.net 面向对象编程基础] (13) 面向对象三大特性——多态一节中可以详细了解。
对于设计模式，我如果有时间，会写这方面的东西，博客园相关的文章也是非常多。
5.使用表达式树来生成动态查询
我们做一个有意思的示例，分类查询我在博客园中的文章。
第一步，我们先获取文章列表，通过一个实体列表来存放数据
先建立实体：
/// <summary /// 我的博客文章实体类 /// </summary> public class MyArticle { /// <summary> /// 文章编号 /// </summary> public int id { get; set; } /// <summary> /// 文章标题 /// </summary> public string title { get; set; } /// <summary> /// 文章摘要 /// </summary> public string summary { get; set; } /// <summary> /// 发布时间 /// </summary> public DateTime published { get; set; } /// <summary> /// 最后更新时间 /// </summary> public DateTime updated { get; set; } /// <summary> /// URL地址 /// </summary> public string link { get; set; } /// <summary> /// 推荐数 /// </summary> public int diggs { get; set; } /// <summary> /// 浏览量 /// </summary> public int views { get; set; } /// <summary> /// 评论数 /// </summary> public int comments { get; set; } /// <summary> /// 作者 /// </summary> public string author { get; set; } }
接下来获取文章
//动态查询 我在博客园中的文章分类查询 //第一步，获取我在博客园中的文章 List<MyArticle> myArticleList = new List<MyArticle>(); var document = XDocument.Load( "http://wcf.open.cnblogs.com/blog/u/yubinfeng/posts/1/100" ); var elements = document.Root.Elements(); //在进行这个工作之前，我们先获取我博客中的文章列表 var result = elements.Where(m => m.Name.LocalName == "entry").Select(myArticle => new MyArticle { id = Convert.ToInt32(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "id").Value), title = myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "title").Value, published = Convert.ToDateTime(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "published").Value), updated = Convert.ToDateTime(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "updated").Value), diggs = Convert.ToInt32(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "diggs").Value), views = Convert.ToInt32(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "views").Value), comments = Convert.ToInt32(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "comments").Value), summary = myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "summary").Value, link = myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "link").Attribute("href").Value, author = myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "author").Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "name").Value }); myArticleList.AddRange(result);
创建一个查询表达式树的方法
public static IQueryable<T> MySearchList(IQueryable<T> myArticleTable, T myArticle) { //第二步，动态查询我的文章 // List<MyArticle> SearchMyArticleList = new List<MyArticle>(); //1.我们先定义几个查询的参数(文章标题,浏览数,发布时间) ParameterExpression myart = Expression.Parameter(typeof(T), "article"); //标题 ParameterExpression searchTitle = Expression.Parameter(typeof(string), "searchTitle"); //标题 ParameterExpression searchViews = Expression.Parameter(typeof(int), "searchViews"); //浏览数 ParameterExpression searchPublished = Expression.Parameter(typeof(DateTime), "searchPublished");//创建月份 //2.使用表达式树，动态生成查询 （查询某个日期的文章） Expression left = Expression.Property(myart, typeof(T).GetProperty("published")); //访问属性的表达式 Expression right = Expression.Property(Expression.Constant(myArticle), typeof(T).GetProperty("published"));//访问属性的表达式 Expression e1 = Expression.GreaterThanOrEqual(left, right); //大于等于 //2.使用表达式树，动态生成查询 （按点击数查询） Expression left2 = Expression.Property(myart, typeof(T).GetProperty("views")); //访问属性的表达式 Expression right2 = Expression.Property(Expression.Constant(myArticle), typeof(T).GetProperty("views"));//访问属性的表达式 Expression e2 = Expression.GreaterThanOrEqual(left2, right2); //3.构造动态查询 （按点击数和月份查询） Expression predicateBody = Expression.AndAlso(e1, e2); //4.构造过滤 MethodCallExpression whereCallExpression = Expression.Call( typeof(Queryable), "Where", new Type[] { typeof(T) }, myArticleTable.Expression, Expression.Lambda<Func<T, bool>>(predicateBody, new ParameterExpression[] { myart })); //构造排序 MethodCallExpression orderByCallExpression = Expression.Call( typeof(Queryable), "OrderByDescending", new Type[] { typeof(T), typeof(int) }, whereCallExpression, Expression.Lambda<Func<T, int>>(left2, new ParameterExpression[] { myart })); //创建查询表达式树 IQueryable<T> results = myArticleTable.Provider.CreateQuery<T>(orderByCallExpression); return results; }
调用方法
IQueryable<MyArticle> results = ExpressionTree<MyArticle>.MySearchList(myArticleList.AsQueryable<MyArticle>(), new MyArticle() { views=500, published=Convert.ToDateTime("2015-06")}); foreach (MyArticle article in results) Console.WriteLine(article.title + " [发布日期:"+article.published+"] [浏览数："+article.views+"]");
运行结果如下：
我们查询的是 发布日期在6月1日以后，点击量在500以上的文章
6.要点：
本节通过动态创建表达式树、执行表达式树及表达式树的调试的学习，最后通过一个动态查询博客园文章结束，使小伙伴们能熟练认识表达式树在动态查询上带来的便利。
[花絮]:晚上写博客过程中，我家汪一直抓了我N次，让我时刻保持清醒状态，最终完成本篇，下面是家汪的靓照：
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