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  • C# 快速高效率复制对象另一种方式 表达式树

    一、需求

    在代码中经常会遇到需要把对象复制一遍,或者把属性名相同的值复制一遍。

    比如:

    public class Student
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Name { get; set; } 
        public int Age { get; set; } 
    }
    
    public class StudentSecond
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public int Age { get; set; } 
    }

    Student s = new Student() { Age = 20, Id = 1, Name = "Emrys" };

    我们需要给新的Student赋值

    Student ss = new Student { Age = s.Age, Id = s.Id, Name = s.Name };

    再或者给另一个类StudentSecond的属性赋值,两个类属性的名称和类型一致。

    StudentSecond ss = new StudentSecond { Age = s.Age, Id = s.Id, Name = s.Name };

    二、解决办法

    当然最原始的办法就是把需要赋值的属性全部手动手写。

    这样的效率是最高的。但是这样代码的重复率太高,而且代码看起来也不美观,更重要的是浪费时间,如果一个类有几十个属性,那一个一个属性赋值岂不是浪费精力,像这样重复的劳动工作更应该是需要优化的。

    2.1、反射

    反射应该是很多人用过的方法,就是封装一个类,反射获取属性和设置属性的值。

    private static TOut TransReflection<TIn, TOut>(TIn tIn)
    {
        TOut tOut = Activator.CreateInstance<TOut>();
        var tInType = tIn.GetType();
        foreach (var itemOut in tOut.GetType().GetProperties())
        {
            var itemIn = tInType.GetProperty(itemOut.Name); ;
            if (itemIn != null)
            {
                itemOut.SetValue(tOut, itemIn.GetValue(tIn));
            }
        }
        return tOut;
    }

    调用:StudentSecond ss= TransReflection<Student, StudentSecond>(s);

    调用一百万次耗时:2464毫秒

    2.2、序列化

    序列化的方式有很多种,有二进制、xml、json等等,今天我们就用Newtonsoft的json进行测试。

    调用:

    StudentSecond ss= JsonConvert.DeserializeObject<StudentSecond>(JsonConvert.SerializeObject(s));

    调用一百万次耗时:2984毫秒

    从这可以看出序列化和反射效率差别不大。

    三、表达式树

    3.1、简介

    关于表达式树不了解的可以百度。

    也就是说复制对象也可以用表达式树的方式。

     Expression<Func<Student, StudentSecond>> ss = (x) => new StudentSecond { Age = x.Age, Id = x.Id, Name = x.Name };
     var f = ss.Compile();
     StudentSecond studentSecond = f(s);

    这样的方式我们可以达到同样的效果。

    有人说这样的写法和最原始的复制没有什么区别,代码反而变多了呢,这个只是第一步。

    3.2、分析代码

    我们用ILSpy反编译下这段表达式代码如下:

    ParameterExpression parameterExpression;
    Expression<Func<Student, StudentSecond>> ss = Expression.Lambda<Func<Student, StudentSecond>>(Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(StudentSecond)), new MemberBinding[]
    {
        Expression.Bind(methodof(StudentSecond.set_Age(int)), Expression.Property(parameterExpression, methodof(Student.get_Age()))),
        Expression.Bind(methodof(StudentSecond.set_Id(int)), Expression.Property(parameterExpression, methodof(Student.get_Id()))),
        Expression.Bind(methodof(StudentSecond.set_Name(string)), Expression.Property(parameterExpression, methodof(Student.get_Name())))
    }), new ParameterExpression[]
    {
        parameterExpression
    });
    Func<Student, StudentSecond> f = ss.Compile();
    StudentSecond studentSecond = f(s);

    那么也就是说我们只要用反射循环所有的属性然后Expression.Bind所有的属性。最后调用Compile()(s)就可以获取正确的StudentSecond。

    看到这有的人又要问了,如果用反射的话那岂不是效率很低,和直接用反射或者用序列化没什么区别吗?

    当然这个可以解决的,就是我们的表达式树可以缓存。只是第一次用的时候需要反射,以后再用就不需要反射了。

    3.3、复制对象通用代码

    为了通用性所以其中的Student和StudentSecond分别泛型替换。

    private static Dictionary<string, object> _Dic = new Dictionary<string, object>();
    private static TOut TransExp<TIn, TOut>(TIn tIn)
    {
        string key = string.Format("trans_exp_{0}_{1}", typeof(TIn).FullName, typeof(TOut).FullName);
        if (!_Dic.ContainsKey(key))
        {
            ParameterExpression parameterExpression = Expression.Parameter(typeof(TIn), "p");
            List<MemberBinding> memberBindingList = new List<MemberBinding>();
    
            foreach (var item in typeof(TOut).GetProperties())
            {  
    
            if (!item.CanWrite)
              continue; 
                MemberExpression property = Expression.Property(parameterExpression, typeof(TIn).GetProperty(item.Name));
                MemberBinding memberBinding = Expression.Bind(item, property);
                memberBindingList.Add(memberBinding);
            }
    
            MemberInitExpression memberInitExpression = Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(TOut)), memberBindingList.ToArray());
            Expression<Func<TIn, TOut>> lambda = Expression.Lambda<Func<TIn, TOut>>(memberInitExpression, new ParameterExpression[] { parameterExpression });
            Func<TIn, TOut> func = lambda.Compile();
    
            _Dic[key] = func;
        }
        return ((Func<TIn, TOut>)_Dic[key])(tIn);
    }

    调用:StudentSecond ss= TransExp<Student, StudentSecond>(s);

    调用一百万次耗时:564毫秒

    3.4、利用泛型的特性再次优化代码

    不用字典存储缓存,因为泛型就可以很容易解决这个问题。

    public static class TransExpV2<TIn, TOut>
    {
        private static readonly Func<TIn, TOut> cache = GetFunc();
        private static Func<TIn, TOut> GetFunc()
        {
            ParameterExpression parameterExpression = Expression.Parameter(typeof(TIn), "p");
            List<MemberBinding> memberBindingList = new List<MemberBinding>();
            foreach (var item in typeof(TOut).GetProperties())
            {
           if (!item.CanWrite)
                continue;
                MemberExpression property = Expression.Property(parameterExpression, typeof(TIn).GetProperty(item.Name));
                MemberBinding memberBinding = Expression.Bind(item, property);
                memberBindingList.Add(memberBinding);
            }
    
            MemberInitExpression memberInitExpression = Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(TOut)), memberBindingList.ToArray());
            Expression<Func<TIn, TOut>> lambda = Expression.Lambda<Func<TIn, TOut>>(memberInitExpression, new ParameterExpression[] { parameterExpression });
            return lambda.Compile();
        }
    
        public static TOut Trans(TIn tIn)
        {
            return cache(tIn);
        }
    }

    调用:

     

    StudentSecond ss= TransExpV2<Student, StudentSecond>.Trans(s);

    调用一百万次耗时:107毫秒

    耗时远远的小于使用automapper的338毫秒。 

    四、总结

    从以上的测试和分析可以很容易得出,用表达式树是可以达到效率与书写方式二者兼备的方法之一,总之比传统的序列化和反射更加优秀。

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