[翻译]表达式树（Expression Trees）
原文地址：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/programming-guide/concepts/expression-trees/index
表达式树展示的是代码的树形结构，每一个节点都是一个表达式，例如：调用一个方法或是调用一个二元运算表达式比如 x < y
你可以通过表达式树来编译和运行代码。这意味着能动态修改运行的代码，就好比在数据库中运行LINQ以一个变量的形式查询数据和创建一个动态的查询语句。关于表达式树在LINQ的更多使用信息详见How to: Use Expression Trees to Build Dynamic Queries (C#).
表达式树也被用于DLR（动态语言运行时），提供DLR与.NET Framework之间的互操作性，使编译器解析(Emit)表达式树，而不是MSIL。关于DLR更多信息详细详见Dynamic Language Runtime Overview.
你可以用C#/VB编译器在你的lambda表达式变量的基础上生成一个表达式树，或者你可以通过使用在System.Linq.Expressions命名空间创建表达式树.
从Lambda表达式创建表达式树
当一个lambda表达式被分配到类型为Expression的的一个变量时，编译器会解析生成代码创建一个表达式树来表示这个lambda .
C#编译器能从lambda生成表达式树（或者从一个单行的lambda）。但它不能转换成lambda声明（或多行lambda）。更多关于lambda信息见Lambda Expressions.
下面的代码例子说明了如何用C#来生成一个表达式树来表示一个lambda表达式： num => num < 5
Expression<Func<int, bool>> lambda = num => num < 5;
通过API创建表达式树
使用微软提供的API——Expression这个类来创建表达式树。这个类包括了创建指定类型表达式树节点的静态工厂方法，例如， ParameterExpression它代表一个参数或者变量，又如MethodCallExpression，它代表一个方法调用。ParameterExpression, MethodCallExpression以及其他的指定类型的表达式树都在System.Linq.Expressions命名空间下。这些类都继承自 Expression抽象类.
下面的代码展示如何用API创建表达式树来表示一个lambda表达式num => num < 5
// 在你的代码文件添加引用:
// using System.Linq.Expressions;
// 为lambda表达式num => num < 5手动生成表达式树
ParameterExpression numParam = Expression.Parameter(typeof(int), "num");
ConstantExpression five = Expression.Constant(5, typeof(int));
BinaryExpression numLessThanFive = Expression.LessThan(numParam, five);
Expression<Func<int, bool>> lambda1 =
Expression.Lambda<Func<int, bool>>(
numLessThanFive,
new ParameterExpression[] { numParam });
在.NET Framework4.0之后，表达式树API也支持分配和控制流表达式，例如循环，条件判断块以及异常捕捉块(try-catch)。通过API，你可以创建比编译器通过从lambda表达式创建的更加复杂的表达式树。下面的这个例子展示了如何创建一个表达式树来表示一个数的阶乘(factorial of number).
//创建一个参数表达式
ParameterExpression value = Expression.Parameter(typeof(int), "value");
//创建一个表达式表示本地变量
ParameterExpression result = Expression.Parameter(typeof(int), "result");
//创建标签从循环跳到指定标签
LabelTarget label = Expression.Label(typeof(int));
//创建方法体
BlockExpression block = Expression.Block(
//添加本地变量
new[] { result },
//为本地变量赋值一个常量
Expression.Assign(result, Expression.Constant(1)),
//循环
Expression.Loop(
//添加循环条件
Expression.IfThenElse(
//条件：value > 1
Expression.GreaterThan(value, Expression.Constant(1)),
//if true
Expression.MultiplyAssign(result, Expression.PostDecrementAssign(value)),
//if false
Expression.Break(label, result)
),
label
)
);
int facotorial = Expression.Lambda<Func<int, int>>(block, value).Compile()(5);
Console.WriteLine(factorial);
// 输出 120.
更多关于详见Generating Dynamic Methods with Expression Trees in Visual Studio 2010,也支持后续VS版本.
解析表达式树(Parsing Expression Trees)
下面的代码示例演示了如何将表达式树表示为lambda表达式num => num < 5，可以被分解为部分。
public void DecomposedExpressionTrees()
{
//创建一个表达式树
Expression<Func<int, bool>> exprTree = num => num < 5;
//分解表达式
ParameterExpression param = (ParameterExpression)exprTree.Parameters[0];
//num < 5
BinaryExpression operation = (BinaryExpression)exprTree.Body;
ParameterExpression left = (ParameterExpression)operation.Left;
ConstantExpression right = (ConstantExpression)operation.Right;
Console.WriteLine("Decomposed expression: {0} => {1} {2} {3}",
param.Name, left.Name, operation.NodeType, right.Value);
}
表达式树的不变性(Immutability of Expression Trees)
表达式树应该是不可变的。这意味着如果你想修改表达式树，那么你必须重新已经存在的构造表达式树并替换其某个节点。你可以使用表达式树访问器（ExpressionVisitor）遍历表达式树。更多这方面信息详见How to: Modify Expression Trees (C#).
编译表达式树
泛型 Expression
下面这段代码显示如何编译表达式树和运行结果代码
public void ComplieExpressTrees()
{
//创建一个表达式树
Expression<Func<int, bool>> expr = num => num < 5;
//编译表达式树为委托
Func<int, bool> result = expr.Compile();
//调用委托并写结果到控制台
Console.WriteLine(result(4));
//也可以使用简单的语法来编译运行表达式树
Console.WriteLine(expr.Compile()(4));
//结果一样
}
更多关于如何运行表达式树信息，详见How to: Execute Expression Trees (C#).