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[ASP.net教程][.net 面向对象程序设计进阶] Lamda表达式(三) 表达式树高级应用


[.net 面向对象程序设计进阶] (7) Lamda表达式(三) 表达式树高级应用

本节导读:讨论了表达式树的定义和解析之后,我们知道了表达式树就是并非可执行代码,而是将表达式对象化后的数据结构。是时候来引用他解决问题。而本节主要目的就是使用表达式树解决实际问题。 

读前必备: 

本节学习前,需要掌握以下知识: 

A.继承 [.net 面向对象编程基础]  (12) 面向对象三大特性——继承 

B.多态 [.net 面向对象编程基础]  (13) 面向对象三大特性——多态 

C.抽象类 [.net 面向对象编程基础]  (15) 抽象类 

1.动态创建表达式树 

上一节中通过对表达式树结构和解析表达式的学习以后,动态创建表达式树,已经变得非常简单了,下面我们使用表达式树动态创建下节的Lambda表达式. 

先看我们要最终完成的原表达式: 

Expression<Func<int, int, bool>> expression = (x, y) => x!=0 && x==y+1;

 动态创建过程如下:

//动态创建表达式树Expression<Func<int, int, bool>> expression = (x, y) => x != 0 && x == y + 1;//先创建两个参数ParameterExpression[] parameters = new ParameterExpression[] { Expression.Parameter(typeof(int),"x"), Expression.Parameter(typeof(int), "y") };ParameterExpression param1 = parameters[0];ParameterExpression param2 = parameters[1];//下面先创建右边第一个表达式 x!=0//(1)常量 0x ConstantExpression rightLeftRight = Expression.Constant(0, typeof(int));//(2)创建左边第一个表达式 x!=0BinaryExpression rightLeft = Expression.NotEqual(param1, rightLeftRight);//下面创建右边第二个表达式 x==y+1//(3) 先创建右边部分表达式y+1BinaryExpression rightRightRight = Expression.Add(param2, Expression.Constant(1, typeof(int)));//(4)创建右边表达式 x==y+1BinaryExpression rightRight = Expression.Equal(param1, rightRightRight);//5)创建表达式 右部整体 x != 0 && x == y + 1BinaryExpression Right = Expression.AndAlso(rightLeft, rightRight);//(6)完成整个表达式Expression<Func<int, int, bool>> lambdaExr = Expression.Lambda<Func<int, int, bool>>(Right,parameters);Console.Write(lambdaExr.ToString());

运行结果如下:

上面创建过程如下:

2.执行表达式树

动态创建完成上面的表达式,我们肯定最终结果是要使用这个表达式进行处理一些问题,对于动创建的表达式树如何执行呢?

这个问题非常容易,只需要两个步聚:

A.Compiling 编程表达式树为委托

B.调用表达式树(调用该委托)

下面看示例:

//执行表达式树Expression<Func<int, int, bool>> expression = (x, y) => x != 0 && x == y + 1;Func<int, int, bool> result = expression.Compile();bool result2= expression.Compile()(9,8);Console.WriteLine(result2);Console.WriteLine(result(3, 2));Console.WriteLine(result(5, 4));Console.WriteLine(result(6, 4));Console.WriteLine(result(-6, -7));

运行结果如下:

3.调试表达式树

在调试应用程序时,您可以分析表达式树的结构和内容。 若要快速了解表达式树结构,您可以使用 DebugView 属性,该属性仅在调试模式下可用。 使用 Visual Studio 进行调试。为了更好地表示表达式A.树的内容,DebugView 属性使用 Visual Studio 可视化工具。

在“数据提示”、“监视”窗口、“自动”窗口或“局部变量”窗口中,单击表达式树的 DebugView 属性旁边显示的放大镜图标。将会显示可视化工具列表。

B.单击要使用的可视化工具。

 

比如我们使用文本可视化工具

$符号,表示 参数

4.修改表达式树

表达式树是不可变的,这意味着不能直接修改表达式树。

若要更改表达式树,必须创建现有表达式树的一个副本,并在创建副本的过程中执行所需更改。 您可以使用 ExpressionVisitor 类遍历现有表达式树,并复制它访问的每个节点。 

.NET 有一ExpressionVisitor 类提供重写来修改表达式树

下面我们看一下如何通过重写VisitBinary方法将表达式树左边节点类型由 && 转为 ||,实现如下:

public class OrElseModifier : ExpressionVisitor{  public Expression Modify(Expression expression)  {    return Visit(expression);  }  protected override Expression VisitBinary(BinaryExpression b)  {    if (b.NodeType == ExpressionType.AndAlso)    {      Expression left = this.Visit(b.Left);      Expression right = this.Visit(b.Right);      return Expression.MakeBinary(ExpressionType.OrElse, left, right, b.IsLiftedToNull, b.Method);    }    return base.VisitBinary(b);  }}

调用如下:

//修改表达式树      Expression<Func<int, int, bool>> expression = (x, y) => x != 0 && x == y + 1;OrElseModifier amf = new OrElseModifier();Expression newExp= amf.Modify(expression);Console.WriteLine("原表达式:   "+ expression.ToString());Console.WriteLine("修改后的表达式:"+newExp.ToString());

运行结果如下:

对于上面的实现,有几点要说明,上面.NET提供给我们的类ExpressionVisitor 有很多可重写的方法供我们完成对表达式的间接修改,返回一个表达式副本,也就是新的表达式。

我们在调用阶段为什么要使用Modify(expression);来调用,这点,.net在设计的时候,使用了一种设计模式,就是访问者模式。

我们可以看到VisitBinary是一个保护的成员,当然我们在重写的时候是不能修改原方法的修饰符的。

这一点小伙伴们在[.net 面向对象编程基础]  (13) 面向对象三大特性——多态一节中可以详细了解。

对于设计模式,我如果有时间,会写这方面的东西,博客园相关的文章也是非常多。  

5.使用表达式树来生成动态查询

我们做一个有意思的示例,分类查询我在博客园中的文章。

第一步,我们先获取文章列表,通过一个实体列表来存放数据

先建立实体:

/// <summary/// 我的博客文章实体类/// </summary>public class MyArticle{  /// <summary>  /// 文章编号  /// </summary>  public int id { get; set; }  /// <summary>  /// 文章标题  /// </summary>  public string title { get; set; }  /// <summary>  /// 文章摘要  /// </summary>  public string summary { get; set; }  /// <summary>  /// 发布时间  /// </summary>  public DateTime published { get; set; }  /// <summary>  /// 最后更新时间  /// </summary>  public DateTime updated { get; set; }  /// <summary>  /// URL地址  /// </summary>  public string link { get; set; }  /// <summary>  /// 推荐数  /// </summary>  public int diggs { get; set; }  /// <summary>  /// 浏览量  /// </summary>  public int views { get; set; }  /// <summary>  /// 评论数  /// </summary>  public int comments { get; set; }  /// <summary>  /// 作者  /// </summary>  public string author { get; set; }}

接下来获取文章

//动态查询 我在博客园中的文章分类查询//第一步,获取我在博客园中的文章List<MyArticle> myArticleList = new List<MyArticle>();      var document = XDocument.Load(  "http://wcf.open.cnblogs.com/blog/u/yubinfeng/posts/1/100"  );var elements = document.Root.Elements();//在进行这个工作之前,我们先获取我博客中的文章列表var result = elements.Where(m => m.Name.LocalName == "entry").Select(myArticle => new MyArticle{  id = Convert.ToInt32(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "id").Value),  title = myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "title").Value,  published = Convert.ToDateTime(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "published").Value),  updated = Convert.ToDateTime(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "updated").Value),  diggs = Convert.ToInt32(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "diggs").Value),  views = Convert.ToInt32(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "views").Value),  comments = Convert.ToInt32(myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "comments").Value),  summary = myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "summary").Value,  link = myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "link").Attribute("href").Value,  author = myArticle.Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "author").Elements().SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "name").Value});myArticleList.AddRange(result);

创建一个查询表达式树的方法

public abstract class ExpressionTree<T>{  public static IQueryable<T> MySearchList(IQueryable<T> myArticleTable, T myArticle)  {    //第二步,动态查询我的文章            // List<MyArticle> SearchMyArticleList = new List<MyArticle>();    //1.我们先定义几个查询的参数(文章标题,浏览数,发布时间)      ParameterExpression myart = Expression.Parameter(typeof(T), "article");  //标题       ParameterExpression searchTitle = Expression.Parameter(typeof(string), "searchTitle");  //标题       ParameterExpression searchViews = Expression.Parameter(typeof(int), "searchViews");   //浏览数      ParameterExpression searchPublished = Expression.Parameter(typeof(DateTime), "searchPublished");//创建月份    //2.使用表达式树,动态生成查询 (查询某个日期的文章)    Expression left = Expression.Property(myart, typeof(T).GetProperty("published")); //访问属性的表达式    Expression right = Expression.Property(Expression.Constant(myArticle), typeof(T).GetProperty("published"));//访问属性的表达式    Expression e1 = Expression.GreaterThanOrEqual(left, right); //大于等于    //2.使用表达式树,动态生成查询 (按点击数查询)    Expression left2 = Expression.Property(myart, typeof(T).GetProperty("views")); //访问属性的表达式    Expression right2 = Expression.Property(Expression.Constant(myArticle), typeof(T).GetProperty("views"));//访问属性的表达式    Expression e2 = Expression.GreaterThanOrEqual(left2, right2);    //3.构造动态查询 (按点击数和月份查询)    Expression predicateBody = Expression.AndAlso(e1, e2);    //4.构造Where方法过滤    MethodCallExpression whereCallExpression = Expression.Call(      typeof(Queryable),      "Where",      new Type[] { typeof(T) },      myArticleTable.Expression,      Expression.Lambda<Func<T, bool > >(predicateBody, new ParameterExpression[] { myart }));    //创建查询表达式树    IQueryable<T> results = myArticleTable.Provider.CreateQuery<T>(whereCallExpression);    return results;  }}

调用方法

IQueryable<MyArticle> results = ExpressionTree<MyArticle>.MySearchList(myArticleList.AsQueryable<MyArticle>(), new MyArticle() { views=500, published=Convert.ToDateTime("2015-06")});        foreach (MyArticle article in results)  Console.WriteLine(article.title + " \n [发布日期:"+article.published+"] [浏览数:"+article.views+"]");

运行结果如下:

我们查询的是 发布日期在6月1日以后,点击量在500以上的文章

6.要点:

本节通过动态创建表达式树、执行表达式树及表达式树的调试的学习,最后通过一个动态查询博客园文章结束,使小伙伴们能熟练认识表达式树在动态查询上带来的便利。

 

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