快读《ASP.NET Core技术内幕与项目实战》EFCore2.6：表达式树Expression和Func

本节内容，涉及5.3（P142-P153）。主要NuGet包：

• ExpressionTreeToString（用于以string格式，输出表达式树）
• System.Linq.Dynamic.Core（通过字符串形式，非常简单的构建表达式树，可以不用自己构建表达式树）

一、Expression（表达式树）与Func（Lambda表达式）的区别

//代码1
var articles = ctx.Articles.Where(a => a.Id > 0);
foreach (var item in articles)
{
    Console.WriteLine(item.Title);
}

//代码2
Func<Article, bool> f1 = a => a.Id > 0;
var articles = ctx.Articles.Where(f1);
foreach (var item in articles)
{
    Console.WriteLine(item.Title);
}

//代码3
Expression<Func<Article, bool>> e1 = a => a.Id > 0;
var articles = ctx.Articles.Where(e1);
foreach (var item in articles)
{
    Console.WriteLine(item.Title);
}

代码解读：

①代码1和代码2的执行的结果一样，但过程不一样
②代码1：在数据库上执行a.Id>0的查询，然后返回数据（服务端评估），变量articles的类型为IEnumerable
③代码2：先从数据库返回所有数据，然后在服务器内存中执行LINQ（a.Id>0）的查询（客户端评估），变量articles的类型为IQueryable
④代码1：Where方法中，虽然形式上是一个Lambda表达式，但编译器自动将Lambda表达式，转换为Expression，实质上参数类型为Expression<Func<Article,bool>>

⑤代码2：实质上可以看成两步：第一步执行ctx.Articles().ToList()，第二步执行LINQ中的Where方法。

⑥代码3等效于代码1

二、为什么需要Expression

1、如一所示，如果我们要使用IQueryable，要么在Where方法参数中写入Lambda表达式，要么申明一个Expression类型的变量，Where方法中传入变量。实质上，以上两种方式，都是编译器帮助我们生成表达式树。

2、无论哪种方式，都是在开发时硬编码，然后借助编译器帮助我们生成表达式树。如果我们想在运行时，动态生成Where的查询条件，没有了编译器的帮助，我们就需要自己构建一个表达式树了。

3、安装ExpressionTreeToString库，我们可以将编译器帮我们生成的表达式树输出，表达式树的格式是非常复杂的，涉及到编译器和算法层面的知识。自己构建表达式树，也是一个非常复杂的事情。如下所示：

//表达式树在编译器中的样子，很简洁，就是一个Lambda
Expression<Func<Article, bool>> e1 = a => a.Id > 0;

//借助ExpressionTreeToString类库提供的扩展方法ToString，将表达式树输出到控制台
Console.WriteLine(e1.ToString("Object notation","C#"));

//表达式树实际的样式，非常繁复
var a = new ParameterExpression {
    Type = typeof(Article),
    IsByRef = false,
    Name = "a"
};

new Expression<Func<Article, bool>> {
    NodeType = ExpressionType.Lambda,
    Type = typeof(Func<Article, bool>),
    Parameters = new ReadOnlyCollection<ParameterExpression> {
        a
    },
    Body = new BinaryExpression {
        NodeType = ExpressionType.GreaterThan,
        Type = typeof(bool),
        Left = new MemberExpression {
            Type = typeof(long),
            Expression = a,
            Member = typeof(Article).GetProperty("Id")
        },
        Right = new ConstantExpression {
            Type = typeof(long),
            Value = 0
        }
    },
    ReturnType = typeof(bool)
}

三、实际项目中，需要自己构建表达式树吗？

1、除非是自己要开发一个框架，否则一般的业务项目，都极少会需要自己构建表达式树

2、就算要构建运行时的动态查询，首先想到的，也是利用IQueryable的延迟执行和复用的特性来完成

3、如果无法使用IQueryable，还可以有两种方式进行动态查询。一是自己构建表达式树，二是使用DynamicLinq，直接输入查询字符串。

4、对表达式树的深入使用，可以详见书本146-151

①借助ExpressionTreeToString库，先输出表达式树，然后进行少量改写即可，如上所示的表达式树，我们直接使用如下：

//ToString方法的参数，改成Factory methods，这种方式输出的表达式树可以直接使用
Expression<Func<Article, bool>> e1 = a => a.Id > 0;
Console.WriteLine(e1.ToString("Factory methods","C#"));


//输出的表达式树如下所示：
// using static System.Linq.Expressions.Expression
var a = Parameter(
    typeof(Article),
    "a"
);
Lambda(
    GreaterThan(
        MakeMemberAccess(a,
            typeof(Article).GetProperty("Id")
        ),
        Constant(0)
    ),
    a
)


//对输出的表达式树进行改造，完成动态创建表达式树的目的
//可以看出几乎一模一样
var a = Parameter(
    typeof(Article),
    "a"
);
var expr1 = Lambda<Func<Article,bool>>(
    GreaterThan(
        MakeMemberAccess(a,
            typeof(Article).GetProperty("Id")
        ),
        Constant(0)
    ),
    a
);

ctx.Articles.Where(expr1).ToList();

②借助System.Linq.Dynamic.Core类库提供的扩展方法，我们可以输入FormattableString格式的字符串作为查询参数，从而更加简单的构建运行时的动态查询。

//动态构建查询条件
//WhereInterpolated，由System.Linq.Dynamic.Core提供的扩展方法
//除了WhereInterpolated之外，还有一系列以Interpolated结尾的扩展方法
var id = 1;
var word = "文章";
var articles = ctx.Articles.WhereInterpolated($"Id>{id} and Title.Contains({word})");
foreach (var item in articles)
{
    Console.WriteLine(item.Title);
}

特别说明：
1、本系列内容主要基于杨中科老师的书籍《ASP.NET Core技术内幕与项目实战》及配套的B站视频视频教程，同时会增加极少部分的小知识点
2、本系列教程主要目的是提炼知识点，追求快准狠，以求快速复习，如果说书籍学习的效率是视频的2倍，那么“简读系列”应该做到再快3-5倍