Expression Trees 参数简化查询

ASP.NET MVC 引入了 ModelBinder 技术，让我们可以在 Action 中以强类型参数的形式接收 Request 中的数据，极大的方便了我们的编程，提高了生产力。在查询 Action 中，我们可以将 Expression Trees 用作参数，通过自定义的 ModelBinder 动态自动构建查询表达式树，进一步发挥 MVC 的威力，简化编码工作。

MVC 查询和存在的不足

下面是一个查询 Employee 的 Action，在 MVC 项目中经常可以见到：

public ActionResult Index(string firstName, string lastName, DateTime? birthday, bool? sex) {
    var employees = repository.Query();
    if (firstName.IsNotNullAndEmpty()) 
        employees = employees.Where(e => e.FirstName.Contains(firstName));
    if (firstName.IsNotNullAndEmpty()) 
        employees = employees.Where(e => e.LastName.Contains(lastName));
    if (birthday.HasValue) 
        employees = employees.Where(e => e.Birthday.Value.Date == birthday.Value.Date);
    if (sex.HasValue) 
        employees = employees.Where(e => e.Sex == sex);
    return View(employees);
}

得益于 MVC 的绑定技术，我们可以简单通过 Action 的参数来获取请求的值，很少再使用 Request["XXXX"] 的方式。

仔细观察，会发现上面这个 Action 中充斥着大量 if 判断，以致代码行数比较多，不是特别清晰。

public ActionResult Index2(string firstName, string lastName, DateTime? birthday, bool? sex) {
    var employees = repository.Query()
        .WhereIf(e => e.FirstName.Contains(firstName), firstName.IsNotNullAndEmpty())
        .WhereIf(e => e.LastName.Contains(lastName), lastName.IsNotNullAndEmpty())
        .WhereIf(e => e.Birthday.Value.Date == birthday.Value.Date, birthday.HasValue)
        .WhereIf(e => e.Sex == sex, sex.HasValue);
    return View("Index", employees);
}

代码相清晰了许多，我之前的几个 MVC 项目中也是这样处理的。

但时间一长，我逐步也发现了这种方式一些不足之处：

1. 首先，网站中有很多类似的查询，如Customer、Order、Product 等等。而且大致也有点规律：字符串的一般模糊查询，时间日期类的一般按日期查询（忽略时间），其它类型则相等查询。不同 Model 查询的 Action 编码总有八、九分相似，但又不是简单的重复，却又难以重构。
2. 需求变动，如增加一个查询条件，修改 View 是必须的，但也要修改 Action，增加一个参数，还要加一行 Where 或 WhereIf。简单变动却多处修改，烦人啊，而且这种需求变动又是比较频繁的，尤其是在项目初期。若能只修改 View 而不修改 Action 就爽了。

思考后，我决定使用 Expression Trees 作为查询 Action的参数来弥补这些不足。

使用 Expression<Func<T, bool>> 作为 Action 的参数

public ActionResult Index3(Expression<Func<Employee, bool>> predicate) {
    var employees = repository.Query().Where(predicate);
    return View("Index", employees);
}

将 Expression Trees 作为 Action 的唯一的参数（暂不考虑分页、排序等），将所有的查询条件都统一汇集至  predicate 参数。

所有的查询（不管是 Employee 还是 Customer）都使用如上代码。其它实体查询只需修改参数的类型，如 Customer 查询改为 Expression<Func<Customer, bool>> 。

如上修改代码后，直接运行会报错，因为 MVC 中默认的数据绑定器 DefaultModelBinder 不能正确绑定 Expression<Func<T, bool>> 类型的参数。

我们要新创一个新的 ModelBinder。

创建 QueryConditionExpressionModelBinder

 需要一个新的 ModelBinder 来为 Expression<Func<T, bool>> 类型的参数赋值，且命名为 QueryConditionExpressionModelBinder。

QueryConditionExpressionModelBinder 要根据上下文来自动生成查询的 Expression Trees。主要关注的上下文有两点：首先是当前 Model 的类型，即 typeof(T)；其次是 Request 提供的值，可通过 ValueProvider 获取。

下面给出一个粗略实现，仅用来说明这个思路是可行的：

public class QueryConditionExpressionModelBinder : IModelBinder {
    public object BindModel(ControllerContext controllerContext, ModelBindingContext bindingContext) {
        var modelType = GetModelTypeFromExpressionType(bindingContext.ModelType);
        if (modelType == null) return null;

        var body = default(Expression);
        var parameter = Expression.Parameter(modelType, modelType.Name);

        foreach (var property in modelType.GetProperties()){
            var queryValue = GetValueAndHandleModelState(property, bindingContext.ValueProvider, controllerContext.Controller);
            if (queryValue == null) continue;

            Expression proeprtyCondition = null;
            if (property.PropertyType == typeof (string)){
                if (!string.IsNullOrEmpty(queryValue as string)){
                    proeprtyCondition = parameter
                        .Property(property.Name)
                        .Call("Contains", Expression.Constant(queryValue));
                }
            }
            else if (property.PropertyType == typeof (DateTime?)){
                proeprtyCondition = parameter
                    .Property(property.Name)
                    .Property("Value")
                    .Property("Date")
                    .Equal(Expression.Constant(queryValue));
            }
            else{
                proeprtyCondition = parameter
                    .Property(property.Name)
                    .Equal(Expression.Constant(queryValue));
            }
            if (proeprtyCondition != null)
                body = body != null ? body.AndAlso(proeprtyCondition) : proeprtyCondition;
        }
        if (body == null) body = Expression.Constant(true);
        return body.ToLambda(parameter);
    }
    /// <summary>
    /// 获取 Expression<Func<TXXX, bool>> 中 TXXX 的类型
    /// </summary>
    private Type GetModelTypeFromExpressionType(Type lambdaExpressionType) {

        if (lambdaExpressionType.GetGenericTypeDefinition() != typeof (Expression<>)) return null;

        var funcType = lambdaExpressionType.GetGenericArguments()[0];
        if (funcType.GetGenericTypeDefinition() != typeof (Func<,>)) return null;

        var funcTypeArgs = funcType.GetGenericArguments();
        if (funcTypeArgs[1] != typeof (bool)) return null;
        return funcTypeArgs[0];
    }
    /// <summary>
    /// 获取属性的查询值并处理 Controller.ModelState 
    /// </summary>
    private object GetValueAndHandleModelState(PropertyInfo property, IValueProvider valueProvider, ControllerBase controller) {
        var result = valueProvider.GetValue(property.Name);
        if (result == null) return null;

        var modelState = new ModelState {Value = result};
        controller.ViewData.ModelState.Add(property.Name, modelState);

        object value = null;
        try{
            value = result.ConvertTo(property.PropertyType);
        }
        catch (Exception ex){
            modelState.Errors.Add(ex);
        }
        return value;
    }
}

如果不想在 Global.asax 文件中设置 Expression<Func<T, bool>> 的 ModelBinder， 可以借助用下面这个 Attribute 类：

public class QueryConditionBinderAttribute : CustomModelBinderAttribute {
    public override IModelBinder GetBinder() {
        return new QueryConditionExpressionModelBinder();
    }
}

Index3 简单修改如下：

public ActionResult Index3([QueryConditionBinder]Expression<Func<Employee, bool>> predicate) { //... }