C#简单实现表达式目录树（Expression）

1.什么是表达式目录树：简单的说是一种语法树，或者说是一种数据结构（Expression）

2.用Lambda声明表达式目录树：

Expression<Func<int, int, int>> exp = (n, m) => n * m + 2; //表达试目录树的方法体只能是一行，不能有大括号。比如：
 //Expression<Func<int, int, int>> exp1 = (m, n) =>
 // {
 // return m * n + 2;
 // };

3.Expression.Compile();

Func<int, int, int> func = (m, n) => m * n + 2;
Expression<Func<int, int, int>> exp = (m, n) => m * n + 2;
int iResult1 = func.Invoke(99, 99);
int iResult2 = exp.Compile().Invoke(99, 99);

iResult1 和iResult2的结果一样，但是能Compile()的只有LambdaExpression。 Compile() 是将表达式树描述的 Lambda 表达式编译为可执行代码，并生成表示该 lambda 表达式的委托。exp.Compile().Invoke(99,99) 相当于这样调用 exp.Compile()();

4.認識表达式目录树结构。把上面的表达式拆分就是如下图，小学数学知识里的，按照运算符优先级别，先算乘法，m*n，得出结果再算加法，加上2。

如代码所示，m和n是参数，所以类型为ParameterExpression ，2是常量，常量类型是ConstantExpression ，MultiplyAssign 乘法，Add加法。第六步中只能执行表示Lambda表达式的表达式目录树，即LambdaExpression或者Expression<TDelegate>类型。如果表达式目录树不是表示Lambda表达式，需要调用Lambda方法创建一个新的表达式。actExpression.Compile()成委托，再调用。

{
    ParameterExpression left = Expression.Parameter(typeof(int), "m");//左边的参数
    ParameterExpression right = Expression.Parameter(typeof(int), "n");//右边的参数
    ConstantExpression constantlExp = Expression.Constant(2,typeof(int));//常量2
    BinaryExpression binaryExpMult = Expression.MultiplyAssign(left, right);//两个参数相乘
    BinaryExpression binaryExpAdd=Expression.Add(binaryExpMult, constantlExp);//相乘的结果再加2
    Expression<Func<int, int,int>> actExpression = Expression.Lambda<Func<int, int, int>>(binaryExpAdd, left, right);
    int result= actExpression.Compile()(2, 1);//调用
    Console.WriteLine(result+"");
}

一些表达式目录树常用的类型

5.表达式目录树+缓存

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace ThreeHomeWork.Model
{
 public class Student
 {
  public int Id { get; set; }
  public string Name { get; set; }
  public int Age { get; set; }
 }
 public class StudentDto
 {
  public int Id { get; set; }
  public string Name { get; set; }
  public int Age { get; set; }
 }
}

有时候一些业务模型和实体模型不太一样，比如Student 于StudentDto实体的转换

一般的写法,new 一个实体然后把值赋给另一个实体，有一个就写一个，有十个就写是个，代码写死了，硬编码性能高

{
    Student student = new Student() { Age = 12, Id=1, Name="晴天" };
    StudentDto studentDto = new StudentDto()
    {
     Name = student.Name,
     Id = student.Id,
     Age = student.Age
    };
   }

第二种：使用Expression表达式目录树

Expression<Func<Student, StudentDto>> lambda = p => new StudentDto
     {
      Age = p.Age,
      Id = p.Id,
      Name = p.Name
     };
     lambda.Compile().Invoke(student);

01.使用字典缓存表达式树，第一步是实例化了一个命令参数，parameterExpression， List<MemberBinding> memberBindingList = new List<MemberBinding>();是一个对象成员集合列表，循环TOut的所有公共的属性和字段，Add到memberBindingList集合中，然后使用MemberInitExpression初始化多个对象拼装再调用。第一次调用动态拼装，组装了一个key放入字典中，缓存之后，就直接调用字典中的数据。缓存后的就是硬编码所以性能高。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Linq.Expressions;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
 
namespace ThreeHomeWork.MappingExtend
{
 /// <summary>
 /// 生成表达式目录树。字典缓存
 /// </summary>
 public class ExpressionMapper
 {
  private static Dictionary<string, object> _DIC = new Dictionary<string, object>();
 
  /// <summary>
  /// 字典缓存表达式树
  /// </summary>
  /// <typeparam name="TIn"></typeparam>
  /// <typeparam name="TOut"></typeparam>
  /// <param name="tIn"></param>
  /// <returns></returns>
  public static TOut Trans<TIn, TOut>(TIn tIn)
  {
   string key = string.Format("funckey_{0}_{1}", typeof(TIn).FullName, typeof(TOut).FullName);
   if (!_DIC.ContainsKey(key))
   {
    ParameterExpression parameterExpression = Expression.Parameter(typeof(TIn), "p");
    List<MemberBinding> memberBindingList = new List<MemberBinding>();
    foreach (var item in typeof(TOut).GetProperties())
    {
     MemberExpression property = Expression.Property(parameterExpression, typeof(TIn).GetProperty(item.Name));
     MemberBinding memberBinding = Expression.Bind(item, property);
     memberBindingList.Add(memberBinding);
    }
    foreach (var item in typeof(TOut).GetFields())
    {
     MemberExpression property = Expression.Field(parameterExpression, typeof(TIn).GetField(item.Name));
     MemberBinding memberBinding = Expression.Bind(item, property);
     memberBindingList.Add(memberBinding);
    }
    MemberInitExpression memberInitExpression = Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(TOut)), memberBindingList.ToArray());
    Expression<Func<TIn, TOut>> lambda = Expression.Lambda<Func<TIn, TOut>>(memberInitExpression, new ParameterExpression[]
    {
     parameterExpression
    });
    Func<TIn, TOut> func = lambda.Compile();//拼装是一次性的
    _DIC[key] = func;
   }
   return ((Func<TIn, TOut>)_DIC[key]).Invoke(tIn);
  }
 
 }
}

02.泛型+反射，接收一个TIn类型的，返回一个TOut类型的反射，通过反射遍历赋值。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace ThreeHomeWork.MappingExtend
{
 public class ReflectionMapper
 {
  /// <summary>
  /// 反射
  /// </summary>
  /// <typeparam name="TIn"></typeparam>
  /// <typeparam name="TOut"></typeparam>
  /// <param name="tIn"></param>
  /// <returns></returns>
  public static TOut Trans<TIn, TOut>(TIn tIn)
  {
   TOut tOut = Activator.CreateInstance<TOut>();//创建对象
   foreach (var itemOut in tOut.GetType().GetProperties())//遍历属性
   {
    foreach (var itemIn in tIn.GetType().GetProperties())
    {
     if (itemOut.Name.Equals(itemIn.Name))
     {
      itemOut.SetValue(tOut, itemIn.GetValue(tIn));
      break;
     }
    }
   }
   foreach (var itemOut in tOut.GetType().GetFields())//遍历字段
   {
    foreach (var itemIn in tIn.GetType().GetFields())
    {
     if (itemOut.Name.Equals(itemIn.Name))
     {
      itemOut.SetValue(tOut, itemIn.GetValue(tIn));
      break;
     }
    }
   }
   return tOut;
  }
 }
}

03.使用第三方序列化反序列化工具，Newtonsoft.Json是比较好的一个工具，这种方式序列化代码虽然一行搞定，但是序列化和反序列化的动作比反射动作大点，耗时会比较高。

using Newtonsoft.Json;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
 
namespace ExpressionDemo.MappingExtend
{
 public class SerializeMapper
 {
  /// <summary>
  /// 序列化反序列化方式
  /// </summary>
  /// <typeparam name="TIn"></typeparam>
  /// <typeparam name="TOut"></typeparam>
  public static TOut Trans<TIn, TOut>(TIn tIn)
  {
   return JsonConvert.DeserializeObject<TOut>(JsonConvert.SerializeObject(tIn));
  }
 }
}

04.生成表达式目录树，泛型缓存，使用泛型缓存性能是最高的。动态实现Student与StudentDto的转换。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Linq.Expressions;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace ThreeHomeWork.MappingExtend
{
 /// <summary>
 /// 生成表达式目录树 泛型缓存
 /// </summary>
 /// <typeparam name="TIn"></typeparam>
 /// <typeparam name="TOut"></typeparam>
 public class ExpressionGenericMapper<TIn, TOut>//Mapper`2
 {
  private static Func<TIn, TOut> _FUNC = null;
  static ExpressionGenericMapper()
  {
   ParameterExpression parameterExpression = Expression.Parameter(typeof(TIn), "p");
   List<MemberBinding> memberBindingList = new List<MemberBinding>();
   foreach (var item in typeof(TOut).GetProperties())
   {
    MemberExpression property = Expression.Property(parameterExpression, typeof(TIn).GetProperty(item.Name));
    MemberBinding memberBinding = Expression.Bind(item, property);
    memberBindingList.Add(memberBinding);
   }
   foreach (var item in typeof(TOut).GetFields())
   {
    MemberExpression property = Expression.Field(parameterExpression, typeof(TIn).GetField(item.Name));
    MemberBinding memberBinding = Expression.Bind(item, property);
    memberBindingList.Add(memberBinding);
   }
   MemberInitExpression memberInitExpression = Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(TOut)), memberBindingList.ToArray());
   Expression<Func<TIn, TOut>> lambda = Expression.Lambda<Func<TIn, TOut>>(memberInitExpression, new ParameterExpression[]
   {
     parameterExpression
   });
   _FUNC = lambda.Compile();//拼装是一次性的
  }
  public static TOut Trans(TIn t)
  {
   return _FUNC(t);
  }
 }
}