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接上篇《先說IEnumerable，我們每天用的foreach你真的懂它嗎？》

最近園子裏定製自己的orm那是一個風生水起，感覺不整個自己的orm都不好意思繼續混博客園了（開個玩笑）。那麼在此之前我們有必要仔細瞭解下 IQueryable<T> ，於是就有了此文。

什麼是樹？

什麼是樹？這個問題好像有點白癡。樹不就是樹嘛。看圖：

我們從最下面的主幹開始往上看，主枝-分支-分支....可以說是無限分支下去。我們倒過來看就是這樣：

平時我們用得最多的樹結構數據就是XML了，節點下面可以無限添加子節點。我們想想平時還用過什麼樹結構數據，比如：菜單無限分級、評論區的樓層。

這和我們今天講的有毛關係啊。... 我們今天主要就是來分析表達式樹的。、

lambda表達式和表達式樹的區別：

Lambda表達式：

表達式樹：

<pre>Expression<Func<Student, bool>> expression = t => t.Name == "農碼一生"; </pre>

咋一看，沒啥區別啊。表達式只是用Expression包了一下而已。那你錯了，這只是Microsoft給我們展示的障眼法，我們看編譯後的C#代碼：

第一個lambda表達式編譯成了匿名函數，第二個表達式樹編譯成一了一堆我們不認識的東西，遠比我們原來寫的lambda複雜得多。

結論：

我們平時使用的表達式樹，是編寫的lambda表達式然後編譯成的表達式樹，也就是說平時一般情況使用的表達式樹都是編譯器幫我們完成的。（當然，我們可以可以手動的主動的去創表達式樹。只是太麻煩，不是必要情況沒有誰願意去幹這個苦活呢）

我們來看看表達式樹到底有什麼神奇的地方：

有沒有看出點感覺來？Body裏面有Right、Left，Right裏面又有Right、Left，它們的類型都是繼承自 Expression 。這種節點下面有節點，可以無限附加下去的數據結構我們稱爲樹結構數據。也就是我們的表達式樹。

補：上面的 Student 實體類：

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

<pre>public class Student
{ public string Name { get; set; } public int Age { get; set; } public string Address { get; set; } public string Sex { get; set; }
}</pre>

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

解析表達式樹

上面我們看到了所謂的表達式樹，其他也沒有想象的那麼複雜嘛。不就是一個樹結構數據嘛。如果我們要實現自己的orm，免不了要解析表達式樹。一般說到解析樹結構數據都會用到遞歸算法。下面我們開始解析表達式樹。

先定義解析方法：

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

<pre>//表達式解析
public static class AnalysisExpression
{ public static void VisitExpression(Expression expression)
{ switch (expression.NodeType)
{ case ExpressionType.Call://執行方法
MethodCallExpression method = expression as MethodCallExpression;
Console.WriteLine("方法名:" + method.Method.Name); for (int i = 0; i < method.Arguments.Count; i++)
VisitExpression(method.Arguments[i]); break; case ExpressionType.Lambda://lambda表達式
LambdaExpression lambda = expression as LambdaExpression;
VisitExpression(lambda.Body); break; case ExpressionType.Equal://相等比較
case ExpressionType.AndAlso://and條件運算
BinaryExpression binary = expression as BinaryExpression;
Console.WriteLine("運算符:" + expression.NodeType.ToString());
VisitExpression(binary.Left);
VisitExpression(binary.Right); break; case ExpressionType.Constant://常量值
ConstantExpression constant = expression as ConstantExpression;
Console.WriteLine("常量值:" + constant.Value.ToString()); break; case ExpressionType.MemberAccess:
MemberExpression Member = expression as MemberExpression;
Console.WriteLine("字段名稱:{0}，類型:{1}", Member.Member.Name, Member.Type.ToString()); break; default:
Console.Write("UnKnow"); break;
}
}

}</pre>

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

調用解析方法：

<pre>Expression<Func<Student, bool>> expression = t => t.Name == "農碼一生" && t.Sex == "男";
AnalysisExpression.VisitExpression(expression);</pre>

我們來看看執行過程：

一層一層的往子節點遞歸，直到遍歷完所有的節點。最後打印效果如下：

基本上我們想要的元素和值都取到了，接着怎麼組裝就看你自己的心情了。是拼成sql，還是生成url，請隨意！

實現自己的IQueryable<T>、IQueryProvider

僅僅解析了表達式樹就可以搗鼓自己的orm了？不行，起碼也要基於 IQueryable<T> 接口來編碼吧。

接着我們自定義個類 MyQueryable<T> 繼承接口 IQueryable<T> ：

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

<pre> public class MyQueryable<T> : IQueryable<T> { public IEnumerator<T> GetEnumerator()
{ throw new NotImplementedException();
}
IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
{ throw new NotImplementedException();
} public Type ElementType
{ get { throw new NotImplementedException(); }
} public Expression Expression
{ get { throw new NotImplementedException(); }
} public IQueryProvider Provider
{ get { throw new NotImplementedException(); }
}
}</pre>

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

我們看到其中有個接口屬性 IQueryProvider ，這個接口的作用大着呢，主要作用是在執行查詢操作符的時候重新創建 IQueryable<T> 並且最後遍歷的時候執行sql遠程取值。我們還看見了 Expression 屬性。

現在我們明白了 IQueryable<T> 和 Expression （表達式樹）的關係了吧：

** IQueryable<T> 最主要的作用就是用來存儲 Expression（表達式樹）**

下面我們也自定義現實了 IQueryProvider 接口的類 MyQueryProvider ：

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

<pre>public class MyQueryProvider : IQueryProvider
{ public IQueryable<TElement> CreateQuery<TElement>(Expression expression)
{ throw new NotImplementedException();
} public IQueryable CreateQuery(Expression expression)
{ throw new NotImplementedException();
} public TResult Execute<TResult>(Expression expression)
{ throw new NotImplementedException();
} public object Execute(Expression expression)
{ throw new NotImplementedException();
}
}</pre>

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

上面全是自動生成的僞代碼，下面我們來填充具體的實現：

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

<pre> public class MyQueryProvider : IQueryProvider
{ public IQueryable<TElement> CreateQuery<TElement>(Expression expression)
{ return new MyQueryable<TElement>(expression);
} public IQueryable CreateQuery(Expression expression)
{ throw new NotImplementedException();
} public TResult Execute<TResult>(Expression expression)
{ return default(TResult);
} public object Execute(Expression expression)
{ return new List<object>();
}
} public class MyQueryable<T> : IQueryable<T> { public MyQueryable()
{
_provider = new MyQueryProvider();
_expression = Expression.Constant(this);
} public MyQueryable(Expression expression)
{
_provider = new MyQueryProvider();
_expression = expression;
} public Type ElementType
{ get { return typeof(T); }
} private Expression _expression; public Expression Expression
{ get { return _expression; }
} private IQueryProvider _provider; public IQueryProvider Provider
{ get { return _provider; }
} public IEnumerator GetEnumerator()
{ return (Provider.Execute(Expression) as IEnumerable).GetEnumerator();
}

    IEnumerator<T> IEnumerable<T>.GetEnumerator()
    { var result = _provider.Execute<List<T>>(_expression); if (result == null) yield break; foreach (var item in result)
        { yield return item;
        }
    }
}</pre>

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

執行代碼：

<pre> var aa = new MyQueryable<Student>(); var bb = aa.Where(t => t.Name == "農碼一生"); var cc = bb.Where(t => t.Sex == "男"); var dd = cc.AsEnumerable(); var ee = cc.ToList(); </pre>

接着我們看看執行過程：

結論：

每次在執行 Where 查詢操作符的時候 IQueryProvider 會爲我們創建一個新的 IQueryable<T>
調用 AsEnumerable() 方法的時候並不會去實際取值（只是得到一個IEnumerable）[注意：在EF裏面查詢不要先取IEnumerable後濾篩，因爲AsEnumerable()會生成查詢全表的sql]
執行 ToList() 方法時纔去真正調用迭代器 GetEnumerator() 取值
真正取值的時候，會去執行 IQueryProvider 中的 Execute 方法。（就是在調用這個方法的時候解析表達式數，然後執行取得結果）

我們看到真正應該辦實事的 Execute 我們卻讓他返回默認值了。

現在估計有人不爽了，你到是具體實現下 Execute 。好吧！（其實通過上面說的解析表達式樹，你可以自己在這裏做想做的任何事了。）

首先爲了簡單起見，我們用一個集合做爲數據源：

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

<pre>//構造Student數組
public static List<Student> StudentArrary = new List<Student>()
{ new Student(){Name="農碼一生", Age=26, Sex="男", Address="長沙"}, new Student(){Name="小明", Age=23, Sex="男", Address="岳陽"}, new Student(){Name="嗨-妹子", Age=25, Sex="女", Address="四川"}
};</pre>

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

然後，重新寫一個VisitExpression2方法：（和之前的區別：現在目的是取表達式樹中的表達式，而不是重新組裝成sql或別的）

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

<pre>public static void VisitExpression2(Expression expression, ref List<LambdaExpression> lambdaOut)
{ if (lambdaOut == null)
lambdaOut = new List<LambdaExpression>(); switch (expression.NodeType)
{ case ExpressionType.Call://執行方法
MethodCallExpression method = expression as MethodCallExpression;
Console.WriteLine("方法名:" + method.Method.Name); for (int i = 0; i < method.Arguments.Count; i++)
VisitExpression2(method.Arguments[i], ref lambdaOut); break; case ExpressionType.Lambda://lambda表達式
LambdaExpression lambda = expression as LambdaExpression;
lambdaOut.Add(lambda);
VisitExpression2(lambda.Body, ref lambdaOut); break; case ExpressionType.Equal://相等比較
case ExpressionType.AndAlso://and條件運算
BinaryExpression binary = expression as BinaryExpression;
Console.WriteLine("運算符:" + expression.NodeType.ToString());
VisitExpression2(binary.Left, ref lambdaOut);
VisitExpression2(binary.Right, ref lambdaOut); break; case ExpressionType.Constant://常量值
ConstantExpression constant = expression as ConstantExpression;
Console.WriteLine("常量值:" + constant.Value.ToString()); break; case ExpressionType.MemberAccess:
MemberExpression Member = expression as MemberExpression;
Console.WriteLine("字段名稱:{0}，類型:{1}", Member.Member.Name, Member.Type.ToString()); break; case ExpressionType.Quote:
UnaryExpression Unary = expression as UnaryExpression;
VisitExpression2(Unary.Operand, ref lambdaOut); break; default:
Console.Write("UnKnow"); break;
}
}</pre>

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

然後重新實現方法 Execute ：

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

<pre>public TResult Execute<TResult>(Expression expression)
{
List<LambdaExpression> lambda = null;
AnalysisExpression.VisitExpression2(expression, ref lambda);//解析取得表達式數中的表達式
IEnumerable<Student> enumerable = null; for (int i = 0; i < lambda.Count; i++)
{ //把LambdaExpression轉成Expression<Func<Student, bool>>類型 //通過方法Compile()轉成委託方法
Func<Student, bool> func = (lambda[i] as Expression<Func<Student, bool>>).Compile(); if (enumerable == null)
enumerable = Program.StudentArrary.Where(func);//取得IEnumerable
else enumerable = enumerable.Where(func);
} dynamic obj = enumerable.ToList();//（注意：這個方法的整個處理過程，你可以換成解析sql執行數據庫查詢，或者生成url然後請求獲取數據。）
return (TResult)obj;
}</pre>

[

](javascript:void(0); "複製代碼")

執行過程：

個人對 IQueryable 延遲加載的理解：

前段部分的查詢操作符只是把邏輯分解存入表達式樹，並沒有遠程執行sql。
foreache執行的是 IEnumerable<T> ，然而 IEnumerable<T> 同樣具有延遲加載的特性。每次迭代的時候才真正的取數據。且在使用導航屬性的時候會再次查詢數據庫。(下次說延遲加載不要忘記了 IEnumerable 的功勞哦！)

小知識：

表達式樹轉成Lambda表達式：

<pre>Expression<Func<Student, bool>> expression = t => t.Name == "農碼一生";
Func<Student, bool> func = expression.Compile();</pre>

總結：

表達式樹的分析就告一段落了，其中還有很多細節或重要的沒有分析到。下次有新的心得再來總結。

感覺表達式樹就是先把表達式打散存在樹結構裏（一般打散的過程是編譯器完成），然後可以根據不同的數據源或接口重新組裝成自己想要的任何形式，這也讓我們實現自己的orm成爲了可能。

今天主要是對表達式樹的解析、和實現自己的IQueryable<T>、IQueryProvider做了一個記錄和總結，其中不定有錯誤的結論或說法，輕點拍！

demo下載：http://pan.baidu.com/s/1nvAksgL

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雖然，園中已有本人無法超越的同主題博文，爲什麼還是要寫。
對於自己，博文只是總結。在總結的過程發現問題，解決問題。
對於他人，在此過程如果還能附帶幫助他人，那就再好不過了。
由於博主能力有限，文中可能存在描述不正確，歡迎指正、補充！
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工控物聯Q羣：995475200

【轉】再講IQueryable<T>，揭開表達式樹的神祕面紗2019-08-12

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什麼是樹？

解析表達式樹

實現自己的IQueryable<T>、IQueryProvider

總結：

公司剛入職了一名 Java 中級開發，短短 4 行代碼居然湊齊了 3 個 bug！我哭了~~

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