打造自己的LINQ Provider（上）：Expression Tree揭秘
概述在.NET Framework 3.5中提供了LINQ 支持后，LINQ就以其强大而优雅的编程方式赢得了开发人员的喜爱，而各种LINQ Provider更是满天飞，如LINQ to NHibernate、LINQ to Google等，大有“一切皆LINQ”的趋势。LINQ本身也提供了很好的扩展性，使得我们可以轻松的编写属于自己的LINQ Provider。
本文为打造自己的LINQ Provider系列文章第一篇，主要介绍表达式目录树（Expression Tree）的相关知识。
认识表达式目录树究竟什么是表达式目录树（Expression Tree），它是一种抽象语法树或者说它是一种数据结构，通过解析表达式目录树，可以实现我们一些特定的功能（后面会说到），我们首先来看看如何构造出一个表达式目录树，最简单的方法莫过于使用Lambda表达式，看下面的代码：
Code
Expression<Func<int, int, int>> expression = (a, b) => a * b + 2;
在我们将Lambda表达式指定给Expression<TDelegate>类型的变量（参数）时，编译器将会发出生成表达式目录树的指令，如上面这段代码中的Lambda表达式(a, b) => a * b + 2将创建一个表达式目录树，它表示的是一种数据结构，即我们把一行代码用数据结构的形式表示了出来，具体来说最终构造出来的表达式目录树形状如下图所示：
附件:
您所在的用户组无法下载或查看附件这里每一个节点都表示一个表达式，可能是一个二元运算，也可能是一个常量或者参数等，如上图中的ParameterExpression就是一个参数表达式，ConstantExpression是一个常量表达式，BinaryExpression是一个二元表达式。我们也可以在Visual Studio中使用Expression Tree Visualizer来查看该表达式目录树：
附件:
您所在的用户组无法下载或查看附件查看结果如下图所示：
附件:
您所在的用户组无法下载或查看附件这里说一句，Expression Tree Visualizer可以从MSDN Code Gallery上的LINQ Sample中得到。现在我们知道了表达式目录树的组成，来看看.NET Framework到底提供了哪些表达式？如下图所示：
附件:
您所在的用户组无法下载或查看附件它们都继承于抽象的基类Expression，而泛型的Expression<TDelegate>则继承于LambdaExpression。在Expression类中提供了大量的工厂方法，这些方法负责创建以上各种表达式对象，如调用Add()方法将创建一个表示不进行溢出检查的算术加法运算的BinaryExpression对象，调用Lambda方法将创建一个表示lambda 表达式的LambdaExpression对象，具体提供的方法大家可以查阅MSDN。上面构造表达式目录树时我们使用了Lambda表达式，现在我们看一下如何通过这些表达式对象手工构造出一个表达式目录树，如下代码所示：
Code
static void Main(string[] args)
{
ParameterExpression paraLeft = Expression.Parameter(typeof(int), "a");
ParameterExpression paraRight = Expression.Parameter(typeof(int), "b");
BinaryExpression binaryLeft = Expression.Multiply(paraLeft, paraRight);
ConstantExpression conRight = Expression.Constant(2, typeof(int));
BinaryExpression binaryBody = Expression.Add(binaryLeft, conRight);
LambdaExpression lambda =
Expression.Lambda<Func<int, int, int>>(binaryBody, paraLeft, paraRight);
Console.WriteLine(lambda.ToString());
Console.Read();
}
这里构造的表达式目录树，仍然如下图所示：
附件:
您所在的用户组无法下载或查看附件运行这段代码，看看输出了什么：
附件:
您所在的用户组无法下载或查看附件 可以看到，通过手工构造的方式，我们确实构造出了同前面一样的Lambda表达式。对于一个表达式目录树来说，它有几个比较重要的属性：
Body：指表达式的主体部分；
Parameters：指表达式的参数；
NodeType：指表达式的节点类型，如在上面的例子中，它的节点类型是Lambda；
Type：指表达式的静态类型，在上面的例子中，Type为Fun<int,int,int>。
在Expression Tree Visualizer中，我们可以看到表达式目录树的相关属性，如下图所示：
附件:
您所在的用户组无法下载或查看附件 表达式目录树与委托大家可能经常看到如下这样的语言，其中第一句是直接用Lambda表达式来初始化了Func委托，而第二句则使用Lambda表达式来构造了一个表达式目录树，它们之间的区别是什么呢？
Code
static void Main(string[] args)
{
Func<int, int, int> lambda = (a, b) => a + b * 2;
Expression<Func<int, int, int>> expression = (a, b) => a + b * 2;
}
其实看一下IL就很明显，其中第一句直接将Lambda表达式直接编译成了IL，如下代码所示：
Code
.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed
{
.entrypoint
.maxstack 3
.locals init ([0] class [System.Core]System.Func`3<int32,int32,int32> lambda)
IL_0000: nop
IL_0001: ldsfld class [System.Core]System.Func`3<int32,int32,int32>
TerryLee.LinqToLiveSearch.Program::'CS$<>9__CachedAnonymousMethodDelegate1'
IL_0006: brtrue.s IL_001b
IL_0008: ldnull
IL_0009: ldftn int32 TerryLee.LinqToLiveSearch.Program::'<Main>b__0'(int32,
int32)
IL_000f: newobj instance void class [System.Core]System.Func`3<int32,int32,int32>::.ctor(object,
native int)
IL_0014: stsfld class [System.Core]System.Func`3<int32,int32,int32>
TerryLee.LinqToLiveSearch.Program::'CS$<>9__CachedAnonymousMethodDelegate1'
IL_0019: br.s IL_001b
IL_001b: ldsfld class [System.Core]System.Func`3<int32,int32,int32>
TerryLee.LinqToLiveSearch.Program::'CS$<>9__CachedAnonymousMethodDelegate1'
IL_0020: stloc.0
IL_0021: ret
}
而第二句，由于告诉编译器是一个表达式目录树，所以编译器会分析该Lambda表达式，并生成表示该Lambda表达式的表达式目录树，即它与我们手工创建表达式目录树所生成的IL是一致的，如下代码所示，此处为了节省空间省略掉了部分代码：
Code
.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed
{
.entrypoint
.maxstack 4
.locals init ([0] class [System.Core]System.Linq.Expressions.Expression`1<
class [System.Core]System.Func`3<int32,int32,int32>> expression,
[1] class [System.Core]System.Linq.Expressions.ParameterExpression CS$0$0000,
[2] class [System.Core]System.Linq.Expressions.ParameterExpression CS$0$0001,
[3] class [System.Core]System.Linq.Expressions.ParameterExpression[] CS$0$0002)
IL_0000: nop
IL_0001: ldtoken [mscorlib]System.Int32
IL_0006: call class [mscorlib]System.Type [mscorlib]System.Type::GetTypeFromHandle(...)
IL_000b: ldstr "a"
IL_0010: call class [System.Core]System.Linq.Expressions.ParameterExpression
[System.Core]System.Linq.Expressions.Expression::Parameter(
class [mscorlib]System.Type,
IL_0038: call class [mscorlib]System.Type [mscorlib]System.Type::GetTypeFromHandle()
IL_003d: call class [System.Core]System.Linq.Expressions.ConstantExpression
[System.Core]System.Linq.Expressions.Expression::Constant(object,
class [mscorlib]System.Type)
IL_0042: call class [System.Core]System.Linq.Expressions.BinaryExpression
[System.Core]System.Linq.Expressions.Expression::Multiply(class [System.Core]System.Linq.Expressions.Expression,
class [System.Core]System.Linq.Expressions.Expression)
IL_0047: call class [System.Core]System.Linq.Expressions.BinaryExpression
[System.Core]System.Linq.Expressions.Expression::Add(class [System.Core]System.Linq.Expressions.Expression,
class [System.Core]System.Linq.Expressions.Expression)
IL_004c: ldc.i4.2
IL_004d: newarr [System.Core]System.Linq.Expressions.ParameterExpression
}
现在相信大家都看明白了，这里讲解它们的区别主要是为了加深大家对于表达式目录树的区别。
原文出处：
http://www.cnblogs.com/Terrylee/ ... xpression-tree.html| 感谢原创者的辛勤劳动，希望对您有所帮助，转载请注明原出处。 |
