C#中的表达式树的浅解

表达式树可以说是Linq的核心之一，为什么是Linq的核心之一呢？因为表达式树使得c#不再是仅仅能编译成IL，我们可以通过c#生成一个表达式树，将结果作为一个中间格式，在将其转换成目标平台上的本机语言。比如SQL。我们常用的Linq to sql就是这样生成SQL的。

表达式树是.NET 3.5之后引入的，它是一个强大灵活的工具（比如用在LINQ中构造动态查询）。

先来看看Expression类的API接口：

namespace System.Linq.Expressions
{
    //
    // 摘要:
    //     以表达式目录树的形式将强类型 lambda 表达式表示为数据结构。此类不能被继承。
    //
    // 类型参数:
    //   TDelegate:
    //     System.Linq.Expressions.Expression`1 表示的委托的类型。
    public sealed class Expression<TDelegate> : LambdaExpression
    {
        //
        // 摘要:
        //     将表达式树描述的 lambda 表达式编译为可执行代码，并生成表示该 lambda 表达式的委托。
        //
        // 返回结果:
        //     一个 TDelegate 类型的委托，它表示由 System.Linq.Expressions.Expression`1 描述的已编译的 lambda 表达式。
        public TDelegate Compile();
        //
        // 摘要:
        //     生成表示 lambda 表达式的委托。
        //
        // 参数:
        //   debugInfoGenerator:
        //     编译器用于标记序列点并批注局部变量的调试信息生成器。
        //
        // 返回结果:
        //     包含 lambda 的已编译版本的委托。
        public TDelegate Compile(DebugInfoGenerator debugInfoGenerator);
        //
        // 摘要:
        //     创建一个与此表达式类似的新表达式，但使用所提供的子级。如果所有子级都相同，则将返回此表达式。
        //
        // 参数:
        //   body:
        //     结果的 System.Linq.Expressions.LambdaExpression.Body 属性。
        //
        //   parameters:
        //     结果的 System.Linq.Expressions.LambdaExpression.Parameters 属性。
        //
        // 返回结果:
        //     此表达式（如果未更改任何子级），或带有更新的子级的表达式。
        public Expression<TDelegate> Update(Expression body, IEnumerable<ParameterExpression> parameters);
        protected internal override Expression Accept(ExpressionVisitor visitor);
    }
}

表达式树的语法如下：

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

例如：

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

我们运行以上代码，并在VS调试模似下查看这个表达式树：

可以看到表达式树主要由下面四部分组成：

1、Body 主体部分

2、Parameters 参数部分

3、NodeType 节点类型

4、Lambda表达式类型

在上述代码中，主体即为：x+y,参数为(x,y),NodeType为Lambda表达式，返回值为int

主体部分可以是表达式，但是不能包含语句。例如：我定义一个委托，Lambda表达式可以这样写

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

也可以这样写：

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

但是，在表达式树种，只能用第一种写法，如果使用第二种写法编译汇报错误：无法将具有语句体的 lambda 表达式转换为表达式树。

除了上边的写法，表达式树还有可以这么写：

ParameterExpression pex1 = Expression.Parameter(typeof(int), "x");//第一个参数
ParameterExpression pex2 = Expression.Parameter(typeof(int), "y");//第二个参数

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

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

VS调试模式下可以看到两种写法生成的表达式树是一样的

将表达式树编译成委托

LambdaExpression是从Expression派生的类型。泛型类Expression<TDelegate>是从LambdaExpression派生的，其中泛型参数TDelegate必须是委托类型。

LambdaExpression有个Compile方法能创建恰当类型的一个委托。而Expression<TDelegate>的Compile方法返回TDelegate类型的委托。来看看下面的例子:

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

ParameterExpression pex1 = Expression.Parameter(typeof(int), "x");//第一个参数
ParameterExpression pex2 = Expression.Parameter(typeof(int), "y");//第二个参数

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

//使用Expression.Lambda方法，创建一个委托类型已知的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();//编译成委托

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

Console.Read();

我们运行上面代码，结果为：4。我们写了一大堆代码，本质上就是用表达式树计算了1+3的结果。