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[经验] 表达式树练习实践:C#值类型、 引用类型、泛型、集合、调...

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发表于 2022-7-21 15:07:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
一,定义变量
C# 表达式树中,定义一个变量,使用 ParameterExpression。
创建变量结点的方法有两种,
Expression.Parameter()
Expression.Variable()
// 另外,定义一个常量可以使用 Expression.Constant()。
两种方式都是生成 ParameterExpression 类型 Parameter() 和 Variable() 都具有两个重载。他们创建一个 ParameterExpression节点,该节点可用于标识表达式树中的参数或变量。
对于使用定义:
Expression.Variable 用于在块内声明局部变量。
Expression.Parameter用于声明输入值的参数。
先看第一种
public static ParameterExpression Parameter(Type type)
        {
            return Parameter(type, name: null);
        }

                public static ParameterExpression Variable(Type type)
        {
            return Variable(type, name: null);
        }
从代码来看,没有区别。
再看看具有两个参数的重载
public static ParameterExpression Parameter(Type type, string name)
        {
            Validate(type, allowByRef: true);
            bool byref = type.IsByRef;
            if (byref)
            {
                type = type.GetElementType();
            }
            return ParameterExpression.Make(type, name, byref);
        }
public static ParameterExpression Variable(Type type, string name)
        {
            Validate(type, allowByRef: false);
            return ParameterExpression.Make(type, name, isByRef: false);
        }
如你所见,两者只有一个 allowByRef 出现了区别,Paramter 允许 Ref, Variable 不允许。
笔者在官方文档和其他作者文章上,都没有找到具体区别是啥,去 stackoverflow 搜索和查看源代码后,确定他们的区别在于 Variable 不能使用 ref 类型。
从字面意思来看,声明一个变量,应该用Expression.Variable, 函数的传入参数应该使用Expression.Parameter。
无论值类型还是引用类型,都是这样子定义。
二,访问变量/类型的属性字段和方法
访问变量或类型的属性,使用
Expression.Property()
访问变量/类型的属性或字段,使用
Expression.PropertyOrField()
访问变量或类型的方法,使用
Expression.Call()
访问属性字段和方法
Expression.MakeMemberAccess
他们都返回一个 MemberExpression类型。
使用上,根据实例化/不实例化,有个小区别,上面说了变量或类型。
意思是,已经定义的值类型或实例化的引用类型,是变量;
类型,就是指引用类型,不需要实例化的静态类型或者静态属性字段/方法。
上面的解释不太严谨,下面示例会慢慢解释。
1. 访问属性
使用 Expression.Property() 或 Expression.PropertyOrField()调用属性。
调用静态类型属性
Console 是一个静态类型,Console.Title 可以获取编译器程序的实际位置。
Console.WriteLine(Console.Title);
使用表达式树表达如下
MemberExpression member = Expression.Property(null, typeof(Console).GetProperty("Title"));
            Expression<Func<string>> lambda = Expression.Lambda<Func<string>>(member);
            string result = lambda.Compile()();
            Console.WriteLine(result);
            Console.ReadKey();
因为调用的是静态类型的属性,所以第一个参数为空。
第二个参数是一个 PropertyInfo 类型。
调用实例属性/字段
C#代码如下
List<int> a = new List<int>() { 1, 2, 3 };
            int result = a.Count;
            Console.WriteLine(result);
            Console.ReadKey();
在表达式树,调用实例的属性
ParameterExpression a = Expression.Parameter(typeof(List<int>), "a");
            MemberExpression member = Expression.Property(a, "Count");
            Expression<Func<List<int>, int>> lambda = Expression.Lambda<Func<List<int>, int>>(member, a);
            int result = lambda.Compile()(new List<int> { 1, 2, 3 });
            Console.WriteLine(result);
            Console.ReadKey();
除了 Expression.Property() ,其他的方式请自行测试,这里不再赘述。
2. 调用函数
使用 Expression.Call() 可以调用一个静态类型的函数或者实例的函数。
调用静态类型的函数
以 Console 为例,调用 WriteLine() 方法
Console.WriteLine("调用WriteLine方法");
            MethodCallExpression method = Expression.Call(
                null,
                typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }),
                Expression.Constant("调用WriteLine方法"));
            Expression<Action> lambda = Expression.Lambda<Action>(method);
            lambda.Compile()();
            Console.ReadKey();
Expression.Call() 的重载方法比较多,常用的重载方法是
public static MethodCallExpression Call(Expression instance, MethodInfo method, params Expression[] arguments)
因为要调用静态类型的函数,所以第一个 instance 为空(instance英文意思是实例)。
第二个 method 是要调用的重载方法。
最后一个 arguments 是传入的参数。
调用实例的函数
写一个类
public class Test
    {
        public void Print(string info)
        {
            Console.WriteLine(info);
        }
    }
调用实例的 Printf() 方法
Test test = new Test();
            test.Print("打印出来");
            Console.ReadKey();
表达式表达如下
ParameterExpression a = Expression.Variable(typeof(Test), "test");
            MethodCallExpression method = Expression.Call(
                a,
                typeof(Test).GetMethod("Print", new Type[] { typeof(string) }),
                Expression.Constant("打印出来")
                );
            Expression<Action<Test>> lambda = Expression.Lambda<Action<Test>>(method,a);
            lambda.Compile()(new Test());
            Console.ReadKey();
注意的是,Expression.Variable(typeof(Test), "test"); 仅定义了一个变量,还没有初始化/赋值。对于引用类型来说,需要实例化。
上面的方式,是通过外界实例化传入里面的,后面会说如何在表达式内实例化。
三,实例化引用类型
引用类型的实例化,使用 new ,然后选择调用合适的构造函数、设置属性的值。
那么,根据上面的步骤,我们分开讨论。
new
使用 Expression.New()来调用一个类型的构造函数。
他有五个重载,有两种常用重载:
public static NewExpression New(ConstructorInfo constructor);
public static NewExpression New(Type type);
依然使用上面的 Test 类型
NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test));
默认没有参数的构造函数,或者只有一个构造函数,像上面这样调用。
如果像指定一个构造函数,可以
NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test).GetConstructor(xxxxxx));
这里就不详细说了。
给属性赋值
实例化一个构造函数的同时,可以给属性赋值。
public static MemberInitExpression MemberInit(NewExpression newExpression, IEnumerable<MemberBinding> bindings);
        public static MemberInitExpression MemberInit(NewExpression newExpression, params MemberBinding[] bindings);
两种重载是一样的。
我们将 Test 类改成
public class Test
    {
        public int sample { get; set; }
        public void Print(string info)
        {
            Console.WriteLine(info);
        }
    }
然后
var binding = Expression.Bind(
                typeof(Test).GetMember("sample")[0],
                Expression.Constant(10)
            );
创建引用类型
Expression.MemberInit()
表示调用构造函数并初始化新对象的一个或多个成员。
如果实例化一个类,可以使用
NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test));
            MemberInitExpression test = Expression.MemberInit(newA,
                new List<MemberBinding>() { }
                );
如果要在实例化时给成员赋值
NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test));
            // 给 Test 类型的一个成员赋值
            var binding = Expression.Bind(
                typeof(Test).GetMember("sample")[0],Expression.Constant(10));
            MemberInitExpression test = Expression.MemberInit(newA,
                new List<MemberBinding>() { binding}
                );
示例
实例化一个类型,调用构造函数、给成员赋值,示例代码如下
// 调用构造函数
            NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test));
            // 给 Test 类型的一个成员赋值
            var binding = Expression.Bind(
                typeof(Test).GetMember("sample")[0], Expression.Constant(10));
            // 实例化一个类型
            MemberInitExpression test = Expression.MemberInit(newA,
                new List<MemberBinding>() { binding }
                );
            // 调用方法
            MethodCallExpression method1 = Expression.Call(
                test,
                typeof(Test).GetMethod("Print", new Type[] { typeof(string) }),
                Expression.Constant("打印出来")
                );
            // 调用属性
            MemberExpression method2 = Expression.Property(test, "sample");
            Expression<Action> lambda1 = Expression.Lambda<Action>(method1);
            lambda1.Compile()();
            Expression<Func<int>> lambda2 = Expression.Lambda<Func<int>>(method2);
            int sample = lambda2.Compile()();
            Console.WriteLine(sample);
            Console.ReadKey();
四,实例化泛型类型于调用
将 Test 类,改成这样
public class Test<T>
    {
        public void Print<T>(T info)
        {
            Console.WriteLine(info);
        }
    }
Test 类已经是一个泛型类,表达式实例化示例
static void Main(string[] args)
        {
            RunExpression<string>();
            Console.ReadKey();
        }
        public static void RunExpression<T>()
        {
            // 调用构造函数
            NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test<T>));
            // 实例化一个类型
            MemberInitExpression test = Expression.MemberInit(newA,
                new List<MemberBinding>() { }
                );
            // 调用方法
            MethodCallExpression method = Expression.Call(
                test,
                typeof(Test<T>).GetMethod("Print").MakeGenericMethod(new Type[] { typeof(T) }),
                Expression.Constant("打印出来")
                );
            Expression<Action> lambda1 = Expression.Lambda<Action>(method);
            lambda1.Compile()();
            Console.ReadKey();
        }
五,定义集合变量、初始化、添加元素
集合类型使用 ListInitExpression表示。
创建集合类型,需要使用到
ElementInit 表示 IEnumerable集合的单个元素的初始值设定项。
ListInit 初始化一个集合。
C# 中,集合都实现了 IEnumerable,集合都具有 Add 扥方法或属性。
使用 C# 初始化一个集合并且添加元素,可以这样
List<string> list = new List<string>()
            {
                "a",
                "b"
            };
            list.Add("666");
而在表达式树里面,是通过 ElementInit 调用 Add 方法初始化/添加元素的。
示例
MethodInfo listAdd = typeof(List<string>).GetMethod("Add");
            /*
             * new List<string>()
             * {
             *     "a",
             *     "b"
             * };
             */
            ElementInit add1 = Expression.ElementInit(
                listAdd,
                Expression.Constant("a"),
                Expression.Constant("b")
                );
            // Add("666")
            ElementInit add2 = Expression.ElementInit(listAdd, Expression.Constant("666"));
示例
MethodInfo listAdd = typeof(List<string>).GetMethod("Add");
            ElementInit add1 = Expression.ElementInit(listAdd, Expression.Constant("a"));
            ElementInit add2 = Expression.ElementInit(listAdd, Expression.Constant("b"));
            ElementInit add3 = Expression.ElementInit(listAdd, Expression.Constant("666"));
            NewExpression list = Expression.New(typeof(List<string>));
            // 初始化值
            ListInitExpression setList = Expression.ListInit(
                list,
                add1,
                add2,
                add3
                );
            // 没啥执行的,就这样看看输出的信息
            Console.WriteLine(setList.ToString());
            MemberExpression member = Expression.Property(setList, "Count");
            Expression<Func<int>> lambda = Expression.Lambda<Func<int>>(member);
            int result = lambda.Compile()();
            Console.WriteLine(result);
            Console.ReadKey();

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