C#中的表達式樹的淺解

表達式樹可以說是Linq的核心之一，為什麼是Linq的核心之一呢？因為表達式樹使得c#不再是僅僅能編譯成IL，我們可以通過c#生成一個表達式樹，將結果作為一個中間格式，在將其轉換成目標平臺上的本機語言。比如SQL。我們常用的Linq to sql就是這樣生成SQL的。

表達式樹是.NET 3.5之後引入的，它是一個強大靈活的工具（比如用在LINQ中構造動態查詢）。

先來看看Expression類的API介面：

namespace System.Linq.Expressions
{
    //
    // 摘要:
    //     以表達式目錄樹的形式將強類型 lambda 表達式表示為數據結構。此類不能被繼承。
    //
    // 類型參數:
    //   TDelegate:
    //     System.Linq.Expressions.Expression`1 表示的委托的類型。
    public sealed class Expression<TDelegate> : LambdaExpression
    {
        //
        // 摘要:
        //     將表達式樹描述的 lambda 表達式編譯為可執行代碼，並生成表示該 lambda 表達式的委托。
        //
        // 返回結果:
        //     一個 TDelegate 類型的委托，它表示由 System.Linq.Expressions.Expression`1 描述的已編譯的 lambda 表達式。
        public TDelegate Compile();
        //
        // 摘要:
        //     生成表示 lambda 表達式的委托。
        //
        // 參數:
        //   debugInfoGenerator:
        //     編譯器用於標記序列點並批註局部變數的調試信息生成器。
        //
        // 返回結果:
        //     包含 lambda 的已編譯版本的委托。
        public TDelegate Compile(DebugInfoGenerator debugInfoGenerator);
        //
        // 摘要:
        //     創建一個與此表達式類似的新表達式，但使用所提供的子級。如果所有子級都相同，則將返回此表達式。
        //
        // 參數:
        //   body:
        //     結果的 System.Linq.Expressions.LambdaExpression.Body 屬性。
        //
        //   parameters:
        //     結果的 System.Linq.Expressions.LambdaExpression.Parameters 屬性。
        //
        // 返回結果:
        //     此表達式（如果未更改任何子級），或帶有更新的子級的表達式。
        public Expression<TDelegate> Update(Expression body, IEnumerable<ParameterExpression> parameters);
        protected internal override Expression Accept(ExpressionVisitor visitor);
    }
}

表達式樹的語法如下：

Expression<Func<type,returnType>> = (param) => lamdaexpresion;

例如：

Expression<Func<int, int, int>> expr = (x, y) => x+y;

我們運行以上代碼，併在VS調試模似下查看這個表達式樹：

可以看到表達式樹主要由下麵四部分組成：

1、Body 主體部分

2、Parameters 參數部分

3、NodeType 節點類型

4、Lambda表達式類型

在上述代碼中，主體即為：x+y,參數為(x,y),NodeType為Lambda表達式，返回值為int

主體部分可以是表達式，但是不能包含語句。例如：我定義一個委托，Lambda表達式可以這樣寫

Func<int, int, int> func = (x, y) => x + y;

也可以這樣寫：

Func<int, int, int> func = (x, y) => { return x + y; };

但是，在表達式樹種，只能用第一種寫法，如果使用第二種寫法編譯彙報錯誤：無法將具有語句體的 lambda 表達式轉換為表達式樹。

除了上邊的寫法，表達式樹還有可以這麼寫：

ParameterExpression pex1 = Expression.Parameter(typeof(int), "x");//第一個參數
ParameterExpression pex2 = Expression.Parameter(typeof(int), "y");//第二個參數

BinaryExpression bexp = Expression.Add(pex1, pex2);//加法

var lambdaExp = Expression.Lambda<Func<int, int, int>>(bexp, new ParameterExpression[] {pex1,pex2 });

VS調試模式下可以看到兩種寫法生成的表達式樹是一樣的

將表達式樹編譯成委托

LambdaExpression是從Expression派生的類型。泛型類Expression<TDelegate>是從LambdaExpression派生的，其中泛型參數TDelegate必須是委托類型。

LambdaExpression有個Compile方法能創建恰當類型的一個委托。而Expression<TDelegate>的Compile方法返回TDelegate類型的委托。來看看下麵的例子:

Expression<Func<int, int, int>> expr = (x, y) => x + y;

ParameterExpression pex1 = Expression.Parameter(typeof(int), "x");//第一個參數
ParameterExpression pex2 = Expression.Parameter(typeof(int), "y");//第二個參數

BinaryExpression bexp = Expression.Add(pex1, pex2);//主體，加法

//使用Expression.Lambda方法，創建一個委托類型已知的Expression
Expression<Func<int,int,int>> lambdaExp 
    = Expression.Lambda<Func<int, int, int>>(bexp, new ParameterExpression[] { pex1, pex2 });

Func<int,int,int> tDelegate = lambdaExp.Compile();//編譯成委托

Console.WriteLine(tDelegate(1, 3));

Console.Read();

我們運行上面代碼，結果為：4。我們寫了一大堆代碼，本質上就是用表達式樹計算了1+3的結果。