[Expression Tree] MSDN學習系列 1-運算式樹狀架構

6月 11, 2014

最近參考一些較知名的Library，例:Automapper、DynamicQuery..等等，都有用到大量的Expression來作動態查詢，由於Expression認識的不夠深，以致在擷取某些程式碼來修改時都覺得很吃力......=.=。而這兩天剛好看到msdn有提供一系列的文章，想說將它整個練習一遍，並將所理解的記錄下來 ps:其實是轉化自己較容易懂的語言XD。

什麼是Expression Tree?

就是將程式碼當作樹狀結構的資料，並可以動態修改Runtime的程式碼、動態查詢及取得程式碼中的相關資訊。

練習第一個Expresssion Tree

以下為Lambda運算式並宣告一個泛型委派的變數來接，表示為傳入一個num參數，並回傳布林值，在執行只要視為一個方法來叫用即可lambda(100)

 Func<int, bool> lambda = num => num < 5;

同樣的Lambda運算式!若宣告一個Expression變數來接，則可以取出此運算式的相關資訊，如下取出參數、常數、二元運算式等資訊，最後再透過compiler方法建置成泛型委派來執行。

   Expression<Func<int, bool>> lambda = num => num > 10;
            Console.WriteLine(lambda.Body);//運算式主體 n*n
            Console.WriteLine(lambda.Parameters[0]);//參數
            Console.WriteLine(lambda.NodeType);//節點型別
            Console.WriteLine(lambda.ReturnType);//回傳型別
            Console.WriteLine(lambda.Compile()(10));//建置後執行

顯示結果

透過Expression API動態建立一個簡單運算式

在上面例子是將已建立的Lambda運算式去透過Expression去取得，而我們也可以透過Expression所以提供的工廠方法去建立一個Lambda運算式來使用

      ParameterExpression num = Expression.Parameter(typeof(int), "n");
            Expression<Func<int, int>> expr =
                Expression<Func<int, int>>.Lambda<Func<int, int>>(//建立Lambda方法
                    Expression.Multiply(num, num)//建立一個num*num的主體
                    , new ParameterExpression[] { num }//此主體方法為傳入一個num參數
                  );
            Console.WriteLine(expr.Body);
            Console.WriteLine(expr.Parameters[0]);
            Console.WriteLine(expr.NodeType);
            Console.WriteLine(expr.ReturnType);
            Console.WriteLine(expr.Compile()(10));

顯示結果

透過Expression API動態建立判斷式、迴圈區塊的運算式

   ParameterExpression value = Expression.Parameter(typeof(int), "value");
            ParameterExpression result = Expression.Parameter(typeof(int), "result");
            LabelTarget label = Expression.Label(typeof(int));
            BlockExpression block = Expression.Block(//建立方法區塊
                new[] { result },//指定方法的參數為result
                Expression.Assign(result, Expression.Constant(1)),//設定變數result=1
                Expression.Loop(//建立Loop迴圈區塊
                     Expression.IfThenElse(//建立判斷式區塊
                            Expression.GreaterThan(value, Expression.Constant(1)),//條件:參數大於5
                            Expression.MultiplyAssign(result, Expression.PostDecrementAssign(value)),//true:執行乘法運算並將結果給result 例:result*=value
                            Expression.Break(label, result)//false:跳離Loop並到下方的label
                            )
                            , label//指定標籤，讓上方的Break跳到此行用
                )
                );
            var lamba = Expression.Lambda<Func<int, int>>(block, value);//將方法區塊指定成Lamdba運算式
            int factorial = lamba.Compile()(5);
            Console.WriteLine(lamba);
            Console.WriteLine(factorial);

輸出結果:120

使用DebugView查看ExpressionTree的內容執行結果

在撰寫Expression時若不確定寫的是否正確，可以在Debug時查看展開後的運算式內容

參考資料

http://msdn.microsoft.com/zh-tw/library/bb397951.aspx
第二篇....待續

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