C#简单实现表达式目录树（Expression）-C#/.NET开发

表达式目录树以数据形式表示语言级别代码。数据存储在树形结构中。表达式目录树中的每个节点都表示一个表达式。这篇文章给大家介绍C#简单实现表达式目录树（Expression），需要的朋友参考下吧

1.什么是表达式目录树：简单的说是一种语法树，或者说是一种数据结构（Expression）

2.用Lambda声明表达式目录树：


Expression<Func<int, int, int>> exp = (n, m) => n * m + 2; //表达试目录树的方法体只能是一行，不能有大括号。比如：
 //Expression<Func<int, int, int>> exp1 = (m, n) =>
 // {
 // return m * n + 2;
 // };

3.Expression.Compile();


 Func<int, int, int> func = (m, n) => m * n + 2;
 Expression<Func<int, int, int>> exp = (m, n) => m * n + 2;
 int iResult1 = func.Invoke(99, 99);
 int iResult2 = exp.Compile().Invoke(99, 99);

iResult1 和iResult2的结果一样，但是能Compile()的只有LambdaExpression。 Compile() 是将表达式树描述的 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。exp.Compile().Invoke(99,99) 相当于这样调用 exp.Compile()();

4.認識表达式目录树结构。把上面的表达式拆分就是如下图，小学数学知识里的，按照运算符优先级别，先算乘法，m*n，得出结果再算加法，加上2。

如代码所示，m和n是参数，所以类型为ParameterExpression ，2是常量，常量类型是ConstantExpression ，MultiplyAssign 乘法，Add加法。第六步中只能执行表示Lambda表达式的表达式目录树，即LambdaExpression或者Expression<TDelegate>类型。如果表达式目录树不是表示Lambda表达式，需要调用Lambda方法创建一个新的表达式。actExpression.Compile()成委托，再调用。


 {
     ParameterExpression left = Expression.Parameter(typeof(int), "m");//左边的参数
     ParameterExpression right = Expression.Parameter(typeof(int), "n");//右边的参数
     ConstantExpression constantlExp = Expression.Constant(2,typeof(int));//常量2
     BinaryExpression binaryExpMult = Expression.MultiplyAssign(left, right);//两个参数相乘
     BinaryExpression binaryExpAdd=Expression.Add(binaryExpMult, constantlExp);//相乘的结果再加2
     Expression<Func<int, int,int>> actExpression = Expression.Lambda<Func<int, int, int>>(binaryExpAdd, left, right);
     int result= actExpression.Compile()(2, 1);//调用
     Console.WriteLine(result+"");
 }

一些表达式目录树常用的类型

5.表达式目录树+缓存


 using System;
 using System.Collections.Generic;
 using System.Linq;
 using System.Text;
 using System.Threading.Tasks;
 namespace ThreeHomeWork.Model
 {
  public class Student
  {
   public int Id { get; set; }
   public string Name { get; set; }
   public int Age { get; set; }
  }
  public class StudentDto
  {
   public int Id { get; set; }
   public string Name { get; set; }
   public int Age { get; set; }
  }
 }

有时候一些业务模型和实体模型不太一样，比如Student 于StudentDto实体的转换

一般的写法,new 一个实体然后把值赋给另一个实体，有一个就写一个，有十个就写是个，代码写死了，硬编码性能高


 {
     Student student = new Student() { Age = 12, Id=1, Name="晴天" };
     StudentDto studentDto = new StudentDto()
     {
      Name = student.Name,
      Id = student.Id,
      Age = student.Age
     };
    }

第二种：使用Expression表达式目录树


Expression<Func<Student, StudentDto>> lambda = p => new StudentDto
     {
      Age = p.Age,
      Id = p.Id,
      Name = p.Name
     };
     lambda.Compile().Invoke(student);

01.使用字典缓存表达式树，第一步是实例化了一个命令参数，parameterExpression， List<MemberBinding> memberBindingList = new List<MemberBinding>();是一个对象成员集合列表，循环TOut的所有公共的属性和字段，Add到memberBindingList集合中，然后使用MemberInitExpression初始化多个对象拼装再调用。第一次调用动态拼装，组装了一个key放入字典中，缓存之后，就直接调用字典中的数据。缓存后的就是硬编码所以性能高。


 using System;
 using System.Collections.Generic;
 using System.Linq;
 using System.Linq.Expressions;
 using System.Text;
 using System.Threading.Tasks;
 
 namespace ThreeHomeWork.MappingExtend
 {
  /// <summary>
  /// 生成表达式目录树。字典缓存
  /// </summary>
  public class ExpressionMapper
  {
   private static Dictionary<string, object> _DIC = new Dictionary<string, object>();
 
   /// <summary>
   /// 字典缓存表达式树
   /// </summary>
   /// <typeparam name="TIn"></typeparam>
   /// <typeparam name="TOut"></typeparam>
   /// <param name="tIn"></param>
   /// <returns></returns>
   public static TOut Trans<TIn, TOut>(TIn tIn)
   {
    string key = string.Format("funckey_{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())
     {
      MemberExpression property = Expression.Property(parameterExpression, typeof(TIn).GetProperty(item.Name));
      MemberBinding memberBinding = Expression.Bind(item, property);
      memberBindingList.Add(memberBinding);
     }
     foreach (var item in typeof(TOut).GetFields())
     {
      MemberExpression property = Expression.Field(parameterExpression, typeof(TIn).GetField(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();//拼装是一次性的
     _DIC[key] = func;
    }
    return ((Func<TIn, TOut>)_DIC[key]).Invoke(tIn);
   }
 
  }
 }

02.泛型+反射，接收一个TIn类型的，返回一个TOut类型的反射，通过反射遍历赋值。


 using System;
 using System.Collections.Generic;
 using System.Linq;
 using System.Text;
 using System.Threading.Tasks;
 namespace ThreeHomeWork.MappingExtend
 {
  public class ReflectionMapper
  {
   /// <summary>
   /// 反射
   /// </summary>
   /// <typeparam name="TIn"></typeparam>
   /// <typeparam name="TOut"></typeparam>
   /// <param name="tIn"></param>
   /// <returns></returns>
   public static TOut Trans<TIn, TOut>(TIn tIn)
   {
    TOut tOut = Activator.CreateInstance<TOut>();//创建对象
    foreach (var itemOut in tOut.GetType().GetProperties())//遍历属性
    {
     foreach (var itemIn in tIn.GetType().GetProperties())
     {
      if (itemOut.Name.Equals(itemIn.Name))
      {
       itemOut.SetValue(tOut, itemIn.GetValue(tIn));
       break;
      }
     }
    }
    foreach (var itemOut in tOut.GetType().GetFields())//遍历字段
    {
     foreach (var itemIn in tIn.GetType().GetFields())
     {
      if (itemOut.Name.Equals(itemIn.Name))
      {
       itemOut.SetValue(tOut, itemIn.GetValue(tIn));
       break;
      }
     }
    }
    return tOut;
   }
  }
 }

03.使用第三方序列化反序列化工具，Newtonsoft.Json是比较好的一个工具，这种方式序列化代码虽然一行搞定，但是序列化和反序列化的动作比反射动作大点，耗时会比较高。


 using Newtonsoft.Json;
 using System;
 using System.Collections.Generic;
 using System.Linq;
 using System.Text;
 using System.Threading.Tasks;
 
 namespace ExpressionDemo.MappingExtend
 {
  public class SerializeMapper
  {
   /// <summary>
   /// 序列化反序列化方式
   /// </summary>
   /// <typeparam name="TIn"></typeparam>
   /// <typeparam name="TOut"></typeparam>
   public static TOut Trans<TIn, TOut>(TIn tIn)
   {
    return JsonConvert.DeserializeObject<TOut>(JsonConvert.SerializeObject(tIn));
   }
  }
 }

04.生成表达式目录树，泛型缓存，使用泛型缓存性能是最高的。动态实现Student与StudentDto的转换。


 using System;
 using System.Collections.Generic;
 using System.Linq;
 using System.Linq.Expressions;
 using System.Text;
 using System.Threading.Tasks;
 namespace ThreeHomeWork.MappingExtend
 {
  /// <summary>
  /// 生成表达式目录树 泛型缓存
  /// </summary>
  /// <typeparam name="TIn"></typeparam>
  /// <typeparam name="TOut"></typeparam>
  public class ExpressionGenericMapper<TIn, TOut>//Mapper`2
  {
   private static Func<TIn, TOut> _FUNC = null;
   static ExpressionGenericMapper()
   {
    ParameterExpression parameterExpression = Expression.Parameter(typeof(TIn), "p");
    List<MemberBinding> memberBindingList = new List<MemberBinding>();
    foreach (var item in typeof(TOut).GetProperties())
    {
     MemberExpression property = Expression.Property(parameterExpression, typeof(TIn).GetProperty(item.Name));
     MemberBinding memberBinding = Expression.Bind(item, property);
     memberBindingList.Add(memberBinding);
    }
    foreach (var item in typeof(TOut).GetFields())
    {
     MemberExpression property = Expression.Field(parameterExpression, typeof(TIn).GetField(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 = lambda.Compile();//拼装是一次性的
   }
   public static TOut Trans(TIn t)
   {
    return _FUNC(t);
   }
  }
 }

总结

以上所述是小编给大家介绍的C#简单实现表达式目录树（Expression），希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对编程学习网网站的支持！