C# · 12月 20, 2021

再讲IQueryable<T>,揭开表达式树的神秘面纱

接上篇《》

最近园子里定制自己的orm那是一个风生水起,感觉不整个自己的orm都不好意思继续混博客园了。那么在此之前我们有必要仔细了解下  ,于是就有了此文。

什么是树?

什么是树?这个问题好像有点白痴。树不就是树嘛。看图:

我们从最下面的主干开始往上看,主枝-分支-分支….可以说是无限分支下去。我们倒过来看就是这样:

平时我们用得最多的树结构数据就是XML了,节点下面可以无限添加子节点。我们想想平时还用过什么树结构数据,比如:、评论区的楼层。

这和我们今天讲的有毛关系啊。… 我们今天主要就是来分析表达式树的。、

lambda表达式和表达式树的区别:

Lambda表达式:

Func func = t => t.Name == “农码一生”;

表达式树: 

Expression expression = t => t.Name == “农码一生”;

 咋一看,没啥区别啊。表达式只是用Expression包了一下而已。那你错了,这只是Microsoft给我们展示的障眼法,我们看编译后的C#代码:

第一个lambda表达式编译成了匿名函数,第二个表达式树编译成一了一堆我们不认识的东西,远比我们原来写的lambda复杂得多。

结论:

我们平时使用的表达式树,是编写的lambda表达式然后编译成的表达式树,也就是说平时一般情况使用的表达式树都是编译器帮我们完成的。()

我们来看看表达式树到底有什么神奇的地方:

有没有看出点感觉来?Body里面有Right、Left,Right里面又有Right、Left,它们的类型都是继承自  。这种节点下面有节点,可以无限附加下去的数据结构我们称为树结构数据。也就是我们的表达式树。

补:上面的  实体类:

Name { ; </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;public</span> <span style=”color: #0000ff;”&gt;int</span> Age { <span style=”color: #0000ff;”&gt;get</span>; <span style=”color: #0000ff;”&gt;set</span><span style=”color: #000000;”&gt;; }</span><span style=”color: #0000ff;”&gt;public</span> <span style=”color: #0000ff;”&gt;string</span> Address { <span style=”color: #0000ff;”&gt;get</span>; <span style=”color: #0000ff;”&gt;set</span><span style=”color: #000000;”&gt;; }</span><span style=”color: #0000ff;”&gt;public</span> <span style=”color: #0000ff;”&gt;string</span> Sex { <span style=”color: #0000ff;”&gt;get</span>; <span style=”color: #0000ff;”&gt;set</span><span style=”color: #000000;”&gt;; }

}

解析表达式树

上面我们看到了所谓的表达式树,其他也没有想象的那么复杂嘛。不就是一个树结构数据嘛。如果我们要实现自己的orm,免不了要解析表达式树。一般说到解析树结构数据都会用到递归算法。下面我们开始解析表达式树。

先定义解析方法:

ExpressionType.Call: MethodCallExpression method = expression + ( i = ; i < method.Arguments.Count; i++ ExpressionType.Lambda: LambdaExpression lambda = expression ExpressionType.Equal: ExpressionType.AndAlso: BinaryExpression binary = expression + ExpressionType.Constant: ConstantExpression constant = expression += expression }

调用解析方法:

Expression expression = t => t.Name == && t.Sex ==

我们来看看执行过程:

一层一层的往子节点递归,直到遍历完所有的节点。最后打印效果如下:

基本上我们想要的元素和值都取到了,接着怎么组装就看你自己的心情了。是拼成sql,还是生成url,请随意!

实现自己的IQueryable、IQueryProvider

仅仅解析了表达式树就可以捣鼓自己的orm了?不行,起码也要基于  接口来编码吧。

接着我们自定义个类  继承接口  :

MyQueryable : IQueryable IEnumerator { { {

我们看到其中有个接口属性  ,这个接口的作用大着呢,主要作用是在执行查询操作符的时候重新创建  并且最后遍历的时候执行sql远程取值。我们还看见了  属性。

现在我们明白了  和  的关系了吧:

  最主要的作用就是用来存储 

下面我们也自定义现实了  接口的类  :

IQueryable CreateQuery TResult Execute

上面全是自动生成的伪代码,下面我们来填充具体的实现:

IQueryable CreateQuery MyQueryable </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;public</span><span style=”color: #000000;”&gt; IQueryable CreateQuery(Expression expression) { </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;throw</span> <span style=”color: #0000ff;”&gt;new</span><span style=”color: #000000;”&gt; NotImplementedException(); } </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;public</span> TResult Execute<TResult><span style=”color: #000000;”&gt;(Expression expression) { </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;return</span> <span style=”color: #0000ff;”&gt;default</span><span style=”color: #000000;”&gt;(TResult); } </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;public</span> <span style=”color: #0000ff;”&gt;object</span><span style=”color: #000000;”&gt; Execute(Expression expression) { </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;return</span> <span style=”color: #0000ff;”&gt;new</span> List<<span style=”color: #0000ff;”&gt;object</span>><span style=”color: #000000;”&gt;(); } } </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;public</span> <span style=”color: #0000ff;”&gt;class</span> MyQueryable<T> : IQueryable<T><span style=”color: #000000;”&gt;{ </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;public</span><span style=”color: #000000;”&gt; MyQueryable() { _provider </span>= <span style=”color: #0000ff;”&gt;new</span><span style=”color: #000000;”&gt; MyQueryProvider(); _expression </span>= Expression.Constant(<span style=”color: #0000ff;”&gt;this</span><span style=”color: #000000;”&gt;); } </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;public</span><span style=”color: #000000;”&gt; MyQueryable(Expression expression) { _provider </span>= <span style=”color: #0000ff;”&gt;new</span><span style=”color: #000000;”&gt; MyQueryProvider(); _expression </span>=<span style=”color: #000000;”&gt; expression; } </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;public</span><span style=”color: #000000;”&gt; Type ElementType { </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;get</span> { <span style=”color: #0000ff;”&gt;return</span> <span style=”color: #0000ff;”&gt;typeof</span><span style=”color: #000000;”&gt;(T); } } </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;private</span><span style=”color: #000000;”&gt; Expression _expression; </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;public</span><span style=”color: #000000;”&gt; Expression Expression { </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;get</span> { <span style=”color: #0000ff;”&gt;return</span><span style=”color: #000000;”&gt; _expression; } } </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;private</span><span style=”color: #000000;”&gt; IQueryProvider _provider; </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;public</span><span style=”color: #000000;”&gt; IQueryProvider Provider { </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;get</span> { <span style=”color: #0000ff;”&gt;return</span><span style=”color: #000000;”&gt; _provider; } } </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;public</span><span style=”color: #000000;”&gt; IEnumerator GetEnumerator() { </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;return</span> (Provider.Execute(Expression) <span style=”color: #0000ff;”&gt;as</span><span style=”color: #000000;”&gt; IEnumerable).GetEnumerator(); } IEnumerator</span><T> IEnumerable<T><span style=”color: #000000;”&gt;.GetEnumerator() { </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;var</span> result = _provider.Execute<List<T>><span style=”color: #000000;”&gt;(_expression); </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;if</span> (result == <span style=”color: #0000ff;”&gt;null</span><span style=”color: #000000;”&gt;) </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;yield</span> <span style=”color: #0000ff;”&gt;break</span><span style=”color: #000000;”&gt;; </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;foreach</span> (<span style=”color: #0000ff;”&gt;var</span> item <span style=”color: #0000ff;”&gt;in</span><span style=”color: #000000;”&gt; result) { </span><span style=”color: #0000ff;”&gt;yield</span> <span style=”color: #0000ff;”&gt;return</span><span style=”color: #000000;”&gt; item; } }}</span></pre>

执行代码:

aa = MyQueryable bb = aa.Where(t => t.Name == cc = bb.Where(t => t.Sex == dd = ee = cc.ToList();

接着我们看看执行过程:

结论:

每次在执行  查询操作符的时候  会为我们创建一个新的  调用  方法的时候并不会去实际取值在EF里面查询不要先取IEnumerable后滤筛,因为AsEnumerable()会生成查询全表的sql]执行  方法时才去真正调用迭代器  取值真正取值的时候,会去执行  中的  方法。

我们看到真正应该办实事的  我们却让他返回默认值了。

现在估计有人不爽了,你到是具体实现下  。好吧!

首先为了简单起见,我们用一个集合做为数据源:

List StudentArrary = List Student(){Name=,Age=,Sex=,Address= Student(){Name=,Age=,Address= Student(){Name=,Age=,Sex=,Address=

然后,重新写一个VisitExpression2方法:

VisitExpression2(Expression expression, List (lambdaOut == = List ExpressionType.Call: MethodCallExpression method = expression + ( i = ; i < method.Arguments.Count; i++ ExpressionType.Lambda: LambdaExpression lambda = expression ExpressionType.Equal: ExpressionType.AndAlso: BinaryExpression binary = expression + ExpressionType.Constant: ConstantExpression constant = expression += expression = expression

TResult Execute lambda = lambda); IEnumerable enumerable = ( i = ; i 类型 Func func = (lambda[i] Expression (enumerable == = Program.StudentArrary.Where(func); = obj = enumerable.ToList();

执行过程:

个人对  延迟加载的理解:

前段部分的查询操作符只是把逻辑分解存入表达式树,并没有远程执行sql。foreache执行的是  ,然而  同样具有的特性。每次迭代的时候才真正的取数据。且在使用导航属性的时候会再次查询@R_301_2416@。

小知识:

表达式树转成Lambda表达式:

Expression expression = t => t.Name == func = expression.Compile();总结:

表达式树的分析就告一段落了,其中还有很多细节或重要的没有分析到。下次有新的心得再来总结。

感觉表达式树就是先把表达式打散存在树结构里,然后可以根据不同的数据源或接口重新组装成自己想要的任何形式,这也让我们实现自己的orm成为了可能。

今天主要是对表达式树的解析、和实现自己的IQueryable、IQueryProvider做了一个记录和总结,其中不定有错误的结论或说法,轻点拍!

demo下载: 

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