c#: 表达式树的简化

环境:

  • .net 6

一、问题?

有下面的表达式:

csharp 复制代码
var nums = new List<int> { 1, 2, 3 };
Expression<Func<int, bool>> exp = i => i > nums.Max();

我们知道,它其实就是:exp = i => i > 3;

那么问题是,我们如何将它改造成这样呢?

在orm解析lambda生成sql时,也经常遇到这样的窘境:

csharp 复制代码
var scores = new List<Person> { new Person { Id = 1, Score = 60 } };
var sql = orm.Select<Person>().Where(i => i.Score > scores.Select(i=>i.Score).Max() || i.Score == 100).ToSql();
//error: 
// System.Exception:"未实现函数表达式 value(Program+<>c__DisplayClass0_0).scores.Select(i => i.Score).Max() 解析,如果正在操作导航属性集合,请使用 .AsSelect().Max()"


public class Person
{
    public int Id { get; set; }
    public double Score { get; set; }
}

所以,就有了个想法:能不能对表达式进行简化呢?

就比如上面的可以改造成:orm.Select<Person>().Where(i => i.Score > 60 || i.Score == 100).ToSql();

二、表达式树简化原理

lambda表达式是表达式树的根, 它可能会有参数列表, 其子孙节点可能会引用这些参数, 也可能没有引用, 将没有引用的分支编译求值, 将结果再"放回"表达式中即可!

还是以下面的表达式为例:

csharp 复制代码
var nums = new List<int> { 1, 2, 3 };
Expression<Func<int, bool>> exp = i => i > nums.Max();

在节点 > 的右侧 nums.Max() 没有引用参数列表, 那么它就可以被简化, 简化后就是:
exp = i => i > 3;

再看如下:

csharp 复制代码
var nums = new List<int> { 1, 2, 3 };
Expression<Func<int, bool>> expr = i => i > nums.Max() || nums.Count > 0;

我们不仅可以将 || 右侧的简化为 true, 还可以根据||的短路特性对整体进行简化, 结果如下:
exp = i => true

三、表达式树的树状图

我们知道有各种各样的表达式类型, 如: +-/*,Call/MemberInit等。

无论哪种类型, 都可以将它们抽象成一棵树, 如:
Call类型的表达式, 可以看成:

表达式的嵌套:

lambda表达式有可能会嵌套lambda, 如:

csharp 复制代码
var nums = new List<int> { 1, 2, 3 };
Expression<Func<int>> expr = () => Filter(nums, i => i > 1);

static int Filter(List<int> nums, Func<int, bool> func)
{
    return nums.First(i => func(i));
}

它的结构树如下:

这个是函数接受委托的, 还有函数接受lambda的,如:

csharp 复制代码
var nums = new List<int> { 1, 2, 3 };
Expression<Func<int>> expr = () => Filter(nums, i => i > 1);
static int Filter(List<int> nums, Expression<Func<int, bool>> expression)
{
    return nums.First(i => expression.Compile()(i));
}

此时,它的结构树如下:

四、成品代码

在DotNetCommon.Core``已封装好了表达式树简化的方法,如下:

更多细节,参考:《DotNetCommon源码》

相关推荐
czhc11400756636 小时前
同值短路与单一真值源:属性不是命令,状态只有一个家
c#
下页、再停留11 小时前
【C#桌面客户端系列学习-15】生成可视化图表之折线图、柱状图、饼状图
开发语言·c#
波力海苔夹心脆67516 小时前
VisionMaster 两级位置修正实战:塑料外壳与金属件装配角度检测
经验分享·计算机视觉·c#·visionmaster·海康机器人·位置修正
小羊没烦恼!18 小时前
C#综合揭秘——Entity Framework 并发处理详解
java·开发语言·前端·javascript·数据库·mysql·c#
淡海水19 小时前
05-02-源码-Boehm GC标记阶段
算法·unity·c#·游戏引擎·gc
信可维19 小时前
AI 读 Word 表格总读错?先查合并单元格和表头这 3 处
开发语言·人工智能·c#·word·软件工程
半摆烂日常21 小时前
手机表单的左滑操作:触摸事件的处理细节
大数据·开发语言·人工智能·智能手机·https·c#
绛橘色的日落(。・∀・)ノ1 天前
C#学习笔记
笔记·学习·c#
asdzx671 天前
C# 将 HTML 转换为 PDF:基于 Chrome 的转换方案
pdf·c#·html
1-1=01 天前
.NET 实现后台任务
c#·.net·.netcore·quartz·hangfire