C#值类型、引用类型、泛型、集合、调用函数的表达式树实践
一，定义变量
C# 表达式树中，定义一个变量，使用 ParameterExpression。
创建变量结点的方法有两种，
Expression.Parameter() Expression.Variable() // 另外，定义一个常量可以使用 Expression.Constant()。
两种方式都是生成 ParameterExpression 类型 Parameter() 和 Variable() 都具有两个重载。他们创建一个 ParameterExpression节点，该节点可用于标识表达式树中的参数或变量。
对于使用定义：
Expression.Variable 用于在块内声明局部变量。
Expression.Parameter用于声明输入值的参数。
先看第一种
public static ParameterExpression Parameter(Type type)
{
return Parameter(type, name: null);
}
public static ParameterExpression Variable(Type type)
{
return Variable(type, name: null);
}
从代码来看，没有区别。
再看看具有两个参数的重载
public static ParameterExpression Parameter(Type type, string name)
{
Validate(type, allowByRef: true);
bool byref = type.IsByRef;
if (byref)
{
type = type.GetElementType();
}
return ParameterExpression.Make(type, name, byref);
}
public static ParameterExpression Variable(Type type, string name)
{
Validate(type, allowByRef: false);
return ParameterExpression.Make(type, name, isByRef: false);
}
如你所见，两者只有一个 allowByRef 出现了区别，Paramter 允许 Ref， Variable 不允许。
笔者在官方文档和其他作者文章上，都没有找到具体区别是啥，去 stackoverflow 搜索和查看源代码后，确定他们的区别在于 Variable 不能使用 ref 类型。
从字面意思来看，声明一个变量，应该用Expression.Variable， 函数的传入参数应该使用Expression.Parameter。
无论值类型还是引用类型，都是这样子定义。
二，访问变量/类型的属性字段和方法
访问变量或类型的属性，使用
Expression.Property()
访问变量/类型的属性或字段，使用
Expression.PropertyOrField()
访问变量或类型的方法，使用
Expression.Call()
访问属性字段和方法
Expression.MakeMemberAccess
他们都返回一个 MemberExpression类型。
使用上，根据实例化/不实例化，有个小区别，上面说了变量或类型。
意思是，已经定义的值类型或实例化的引用类型，是变量；
类型，就是指引用类型，不需要实例化的静态类型或者静态属性字段/方法。
上面的解释不太严谨，下面示例会慢慢解释。
1. 访问属性
使用 Expression.Property() 或 Expression.PropertyOrField()调用属性。
调用静态类型属性
Console 是一个静态类型，Console.Title 可以获取编译器程序的实际位置。
Console.WriteLine(Console.Title);
使用表达式树表达如下
MemberExpression member = Expression.Property(null, typeof(Console).GetProperty("Title"));
Expression<Func<string>> lambda = Expression.Lambda<Func<string>>(member);
string result = lambda.Compile()();
Console.WriteLine(result);
Console.ReadKey();
因为调用的是静态类型的属性，所以第一个参数为空。
第二个参数是一个 PropertyInfo 类型。
调用实例属性/字段
C#代码如下
List<int> a = new List<int>() { 1, 2, 3 };
int result = a.Count;
Console.WriteLine(result);
Console.ReadKey();
在表达式树，调用实例的属性
ParameterExpression a = Expression.Parameter(typeof(List<int>), "a");
MemberExpression member = Expression.Property(a, "Count");
Expression<Func<List<int>, int>> lambda = Expression.Lambda<Func<List<int>, int>>(member, a);
int result = lambda.Compile()(new List<int> { 1, 2, 3 });
Console.WriteLine(result);
Console.ReadKey();
除了 Expression.Property() ，其他的方式请自行测试，这里不再赘述。
2. 调用函数
使用 Expression.Call() 可以调用一个静态类型的函数或者实例的函数。
调用静态类型的函数
以 Console 为例，调用 WriteLine() 方法
Console.WriteLine("调用WriteLine方法");
MethodCallExpression method = Expression.Call(
null,
typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }),
Expression.Constant("调用WriteLine方法"));
Expression<Action> lambda = Expression.Lambda<Action>(method);
lambda.Compile()();
Console.ReadKey();
Expression.Call() 的重载方法比较多，常用的重载方法是
public static MethodCallExpression Call(Expression instance, MethodInfo method, params Expression[] arguments)
因为要调用静态类型的函数，所以第一个 instance 为空(instance英文意思是实例)。
第二个 method 是要调用的重载方法。
最后一个 arguments 是传入的参数。
调用实例的函数
写一个类
public class Test
{
public void Print(string info)
{
Console.WriteLine(info);
}
}
调用实例的 Printf() 方法
Test test = new Test();
test.Print("打印出来");
Console.ReadKey();
表达式表达如下
ParameterExpression a = Expression.Variable(typeof(Test), "test");
MethodCallExpression method = Expression.Call(
a,
typeof(Test).GetMethod("Print", new Type[] { typeof(string) }),
Expression.Constant("打印出来")
);
Expression<Action<Test>> lambda = Expression.Lambda<Action<Test>>(method,a);
lambda.Compile()(new Test());
Console.ReadKey();
注意的是，Expression.Variable(typeof(Test), "test"); 仅定义了一个变量，还没有初始化/赋值。对于引用类型来说，需要实例化。
上面的方式，是通过外界实例化传入里面的，后面会说如何在表达式内实例化。
三，实例化引用类型
引用类型的实例化，使用 new ，然后选择调用合适的构造函数、设置属性的值。
那么，根据上面的步骤，我们分开讨论。
new
使用 Expression.New()来调用一个类型的构造函数。
他有五个重载，有两种常用重载：
public static NewExpression New(ConstructorInfo constructor); public static NewExpression New(Type type);
依然使用上面的 Test 类型
NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test));
默认没有参数的构造函数，或者只有一个构造函数，像上面这样调用。
如果像指定一个构造函数，可以
NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test).GetConstructor(xxxxxx));
这里就不详细说了。
给属性赋值
实例化一个构造函数的同时，可以给属性赋值。
public static MemberInitExpression MemberInit(NewExpression newExpression, IEnumerable<MemberBinding> bindings);
public static MemberInitExpression MemberInit(NewExpression newExpression, params MemberBinding[] bindings);
两种重载是一样的。
我们将 Test 类改成
public class Test
{
public int sample { get; set; }
public void Print(string info)
{
Console.WriteLine(info);
}
}
然后
var binding = Expression.Bind(
typeof(Test).GetMember("sample")[0],
Expression.Constant(10)
);
创建引用类型
Expression.MemberInit()
表示调用构造函数并初始化新对象的一个或多个成员。
如果实例化一个类，可以使用
NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test));
MemberInitExpression test = Expression.MemberInit(newA,
new List<MemberBinding>() { }
);
如果要在实例化时给成员赋值
NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test));
// 给 Test 类型的一个成员赋值
var binding = Expression.Bind(
typeof(Test).GetMember("sample")[0],Expression.Constant(10));
MemberInitExpression test = Expression.MemberInit(newA,
new List<MemberBinding>() { binding}
);
示例
实例化一个类型，调用构造函数、给成员赋值，示例代码如下
// 调用构造函数
NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test));
// 给 Test 类型的一个成员赋值
var binding = Expression.Bind(
typeof(Test).GetMember("sample")[0], Expression.Constant(10));
// 实例化一个类型
MemberInitExpression test = Expression.MemberInit(newA,
new List<MemberBinding>() { binding }
);
// 调用方法
MethodCallExpression method1 = Expression.Call(
test,
typeof(Test).GetMethod("Print", new Type[] { typeof(string) }),
Expression.Constant("打印出来")
);
// 调用属性
MemberExpression method2 = Expression.Property(test, "sample");
Expression<Action> lambda1 = Expression.Lambda<Action>(method1);
lambda1.Compile()();
Expression<Func<int>> lambda2 = Expression.Lambda<Func<int>>(method2);
int sample = lambda2.Compile()();
Console.WriteLine(sample);
Console.ReadKey();
四，实例化泛型类型于调用
将 Test 类，改成这样
public class Test<T>
{
public void Print<T>(T info)
{
Console.WriteLine(info);
}
}
Test 类已经是一个泛型类，表达式实例化示例
static void Main(string[] args)
{
RunExpression<string>();
Console.ReadKey();
}
public static void RunExpression<T>()
{
// 调用构造函数
NewExpression newA = Expression.New(typeof(Test<T>));
// 实例化一个类型
MemberInitExpression test = Expression.MemberInit(newA,
new List<MemberBinding>() { }
);
// 调用方法
MethodCallExpression method = Expression.Call(
test,
typeof(Test<T>).GetMethod("Print").MakeGenericMethod(new Type[] { typeof(T) }),
Expression.Constant("打印出来")
);
Expression<Action> lambda1 = Expression.Lambda<Action>(method);
lambda1.Compile()();
Console.ReadKey();
}
五，定义集合变量、初始化、添加元素
集合类型使用 ListInitExpression表示。
创建集合类型，需要使用到
ElementInit 表示 IEnumerable集合的单个元素的初始值设定项。
ListInit 初始化一个集合。
C# 中，集合都实现了 IEnumerable，集合都具有 Add 扥方法或属性。
使用 C# 初始化一个集合并且添加元素，可以这样
List<string> list = new List<string>()
{
"a",
"b"
};
list.Add("666");
而在表达式树里面，是通过 ElementInit 调用 Add 方法初始化/添加元素的。
示例
MethodInfo listAdd = typeof(List<string>).GetMethod("Add");
/*
* new List<string>()
* {
* "a",
* "b"
* };
*/
ElementInit add1 = Expression.ElementInit(
listAdd,
Expression.Constant("a"),
Expression.Constant("b")
);
// Add("666")
ElementInit add2 = Expression.ElementInit(listAdd, Expression.Constant("666"));
示例
MethodInfo listAdd = typeof(List<string>).GetMethod("Add");
ElementInit add1 = Expression.ElementInit(listAdd, Expression.Constant("a"));
ElementInit add2 = Expression.ElementInit(listAdd, Expression.Constant("b"));
ElementInit add3 = Expression.ElementInit(listAdd, Expression.Constant("666"));
NewExpression list = Expression.New(typeof(List<string>));
// 初始化值
ListInitExpression setList = Expression.ListInit(
list,
add1,
add2,
add3
);
// 没啥执行的，就这样看看输出的信息
Console.WriteLine(setList.ToString());
MemberExpression member = Expression.Property(setList, "Count");
Expression<Func<int>> lambda = Expression.Lambda<Func<int>>(member);
int result = lambda.Compile()();
Console.WriteLine(result);
Console.ReadKey();
