【转】再讲IQueryable<T>,揭开表明式树的绝密面纱

接上篇《先说IEnumerable,大家每一天用的foreach你确实懂它吗?

近些年园子里定制自己的orm这是一个风生水起,感觉不整个自己的orm都不佳意思继续混知乎了(开个噱头)。那么以前我们有必要仔细打听下 IQueryable<T> ,于是就有了此文。

什么样是树?

如何是树?这一个问题好像有些白痴。树不就是树嘛。看图:

XML 1

我们从最下边的主题起头往上看,主枝-分支-分支….可以说是最最分支下去。我们倒过来看就是这般:

XML 2

通常咱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。大家想想通常还用过哪些树结构数据,比如:食谱无限分级、评论区的楼群。

这和大家前天讲的有毛关系啊。… 我们前日第一就是来分析表明式树的。、

lambda表明式和发表式树的分别:

Lambda表达式:

Func<Student, bool> func = t => t.Name == "农码一生";

表明式树: 

Expression<Func<Student, bool>> expression = t => t.Name == "农码一生"; 

 咋一看,没啥区别啊。表明式只是用Expression包了一下而已。那您错了,这只是Microsoft给大家来得的障眼法,我们看编译后的C#代码:

XML 3

第一个lambda表明式编译成了匿名函数,第二个表明式树编译成一了一堆大家不认得的东西,远比大家原先写的lambda复杂得多。

结论:

  • 咱俩平昔应用的表明式树,是编制的lambda表达式然后编译成的表明式树,也就是说平常相像情状使用的表明式树都是编译器帮大家成功的。(当然,我们得以可以手动的积极的去创表明式树。只是太难为,不是必不可少状况并未什么人愿意去干那多少个苦活呢)

俺们来探视表明式树到底有什么神奇的地点:

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有没有看出点感觉来?Body里面有Right、Left,Right里面又有Right、Left,它们的系列都是继续自 Expression 。这种节点下边有节点,可以无限叠加下去的数据结构我们称为树结构数据。也就是我们的抒发式树。

补:上面的 Student 实体类:

XML 5XML 6

public class Student
{
    public string Name { get; set; }

    public int Age { get; set; }

    public string Address { get; set; }

    public string Sex { get; set; }
}

View Code

分析表达式树

上边大家看出了所谓的表明式树,其他也绝非想象的那么复杂嘛。不就是一个树结构数据嘛。虽然我们要促成和谐的orm,免不了要分析表明式树。一般说到剖析树结构数据都会用到递归算法。下面大家初始解析表明式树。

先定义解析方法:

//表达式解析
public static class AnalysisExpression
{
    public static void VisitExpression(Expression expression)
    {
        switch (expression.NodeType)
        {
            case ExpressionType.Call://执行方法
                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表达式
                LambdaExpression lambda = expression as LambdaExpression;
                VisitExpression(lambda.Body);
                break;
            case ExpressionType.Equal://相等比较
            case ExpressionType.AndAlso://and条件运算
                BinaryExpression binary = expression as BinaryExpression;
                Console.WriteLine("运算符:" + 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("字段名称:{0},类型:{1}", Member.Member.Name, Member.Type.ToString());
                break;
            default:
                Console.Write("UnKnow");
                break;
        }
    }

}

调用解析方法:

Expression<Func<Student, bool>> expression = t => t.Name == "农码一生" && t.Sex == "男";
AnalysisExpression.VisitExpression(expression);

咱俩来看看执行进程:

XML 7

一层一层的往子节点递归,直到遍历完所有的节点。最终打印效果如下:

XML 8

大抵我们想要的元素和值都取到了,接着怎么组装就看您自己的情绪了。是拼成sql,仍然生成url,请随意!

落实团结的IQueryable<T>、IQueryProvider

只是解析了表明式树就足以鼓捣自己的orm了?不行,起码也要遵照 IQueryable<T> 接口来编码吧。

继而我们自定义个类 MyQueryable<T> 继承接口 IQueryable<T> :

 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(); }
     }
 }

我们看看里面有个接口属性 IQueryProvider ,那一个接口的功用大着吗,首要效能是在推行查询操作符的时候重新创立 IQueryable<T> 并且最终遍历的时候实施sql远程取值。我们还看见了 Expression  属性。

现今我们知道了 IQueryable<T> 和 Expression (表达式树)的关联了吧:

  •  IQueryable<T> 最重点的职能就是用来囤积 Expression(表明式树)

下边我们也自定义现实了 IQueryProvider 接口的类 MyQueryProvider :

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();
    }
}

下边全是自动生成的伪代码,上边大家来填充具体的贯彻:

XML 9XML 10

    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;
            }
        }
    }

View Code

实践代码:

 var aa = new MyQueryable<Student>();
 var bb = aa.Where(t => t.Name == "农码一生");
 var cc = bb.Where(t => t.Sex == "男");
 var dd = cc.AsEnumerable();
 var ee = cc.ToList(); 

随着大家看看执行进程:

XML 11

结论:

  • 每回在执行 Where 查询操作符的时候 IQueryProvider 会为我们创造一个新的 IQueryable<T> 
  • 调用 AsEnumerable() 方法的时候并不会去实际取值(只是得到一个IEnumerable)[专注:在EF里面查询不要先取IEnumerable后滤筛,因为AsEnumerable()会转变查询全表的sql]
  • 举行 ToList() 方法时才去真正调用迭代器 GetEnumerator() 取值
  • 真正取值的时候,会去实施 IQueryProvider 中的 Execute 方法。(就是在调用这些情势的时候解析表达式数,然后实施取得结果)

俺们看来确实应该办实事的 Execute
 我们却让他重临默认值了。

XML 12

明日估计有人不爽了,你到是切实可行贯彻下 Execute 。可以吗!(其实通过下边说的辨析表明式树,你可以团结在此间做想做的其他事了。)

首先为了简单起见,我们用一个凑合做为数据源:

//构造Student数组
public static List<Student> StudentArrary = new List<Student>()
{
        new Student(){Name="农码一生", Age=26, Sex="男", Address="长沙"},
        new Student(){Name="小明", Age=23, Sex="男", Address="岳阳"},
        new Student(){Name="嗨-妹子", Age=25, Sex="女", Address="四川"}
};

下一场,重新写一个VisitExpression2方法:(和在此以前的区别:
现在目标是取表明式树中的表明式,而不是再一次组建成sql或其余)

public static void VisitExpression2(Expression expression, ref List<LambdaExpression> lambdaOut)
{
    if (lambdaOut == null)
        lambdaOut = new List<LambdaExpression>();
    switch (expression.NodeType)
    {
        case ExpressionType.Call://执行方法
            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表达式
            LambdaExpression lambda = expression as LambdaExpression;
            lambdaOut.Add(lambda);
            VisitExpression2(lambda.Body, ref  lambdaOut);
            break;
        case ExpressionType.Equal://相等比较
        case ExpressionType.AndAlso://and条件运算
            BinaryExpression binary = expression as BinaryExpression;
            Console.WriteLine("运算符:" + 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("字段名称:{0},类型:{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;
    }
}

然后重新实现形式 Execute :

public TResult Execute<TResult>(Expression expression)
{
    List<LambdaExpression> lambda = null;
    AnalysisExpression.VisitExpression2(expression, ref lambda);//解析取得表达式数中的表达式
    IEnumerable<Student> enumerable = null;
    for (int i = 0; i < lambda.Count; i++)
    {
        //把LambdaExpression转成Expression<Func<Student, bool>>类型
        //通过方法Compile()转成委托方法
        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:这个方法的整个处理过程,你可以换成解析sql执行数据库查询,或者生成url然后请求获取数据。)
    return (TResult)obj;
}

推行进程:

XML 13

个体对 IQueryable 延迟加载的接头:

  • 前段部分的查询操作符只是把逻辑解释存入表达式树,并没有远程执行sql。
  • foreache执行的是 IEnumerable<T> ,不过 IEnumerable<T> 同样具有延迟加载的表征。每一趟迭代的时候才真的的取多少。且在运用导航属性的时候会重新查询数据库。(下次说延迟加载不要遗忘了 IEnumerable 的贡献哦!)

XML,小知识:

表达式树转成兰姆(Lamb)da表达式:

Expression<Func<Student, bool>> expression = t => t.Name == "农码一生";
Func<Student, bool> func = expression.Compile();

总结:

宣布式树的解析就终止了,其中还有不少细节或重点的没有分析到。下次有新的心得再来总计。

倍感表明式树就是先把表明式打散存在树结构里(一般打散的历程是编译器完成),然后可以按照不同的数据源或接口重新组建成团结想要的其他情势,这也让大家兑现协调的orm成为了可能。

前日着重是对发挥式树的辨析、和实现团结的IQueryable<T>、IQueryProvider做了一个笔录和小结,其中不定有不当的下结论或说法,轻点拍!

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

正文以一头至索引目录:《C#基础知识巩固

 

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