C# 表達式樹遍歷（二）

一、前言

上一篇我們對表達式樹有了初步的認識，這里我們將對表達式樹進行遍歷，只有弄清楚了他的運行原理，我們才可以對他進行定制化修改。

表達式系列目錄

C# 表達式樹講解（一）

C# 表達式樹遍歷（二）

 C# 表達式樹分頁擴展（三）

C# 表達式樹Lambda擴展（四）

二、表達式樹的遍歷

要查看表達式樹的遍歷，肯定不能直接用.Net Framework封裝的方法，因為.Net Framework框架是閉源的，除了看中間語言（IL）去查看。我們就用ExpressionVisitor類查看一下他的運行原理，看了下ExpressionVisitor類，里面都是對各個表達式的訪問，而且都是虛擬函數，我們可以對他進行override。

ExpressionVisitor類里面都是對各個類型的表達式進行訪問，為了更好的理解里面的訪問順序，蝸牛把里面的虛函數都override了一遍，然后跟蹤里面的執行順序。【傻眼了，35個虛函數需要override，內心是很拒絕的，vs2019有沒有重寫父類虛函數的快捷鍵啊！！！！！！！】

ExpressionVisitor類相關介紹：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.linq.expressions.expressionvisitor?view=netframework-4.8

2.1、ExpressionVisitor類的跟蹤

為了不改變ExpressionVisitor類原來的訪問，創建的SnailExpressionVisitor.cs 文件只在重寫方法里面添加日志打印。

代碼如下：

public class SnailExpressionVisitor : ExpressionVisitor
    {
        public override Expression Visit(Expression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 Visit，內容：{node.ToString()}");
            return base.Visit(node);
        }

        protected override CatchBlock VisitCatchBlock(CatchBlock node)
        {

            Console.WriteLine($"訪問了 VisitCatchBlock，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitCatchBlock(node);
        }

        protected override ElementInit VisitElementInit(ElementInit node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitElementInit，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitElementInit(node);
        }
        protected override LabelTarget VisitLabelTarget(LabelTarget node)
        {

            Console.WriteLine($"訪問了 VisitLabelTarget，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitLabelTarget(node);
        }
        protected override MemberAssignment VisitMemberAssignment(MemberAssignment node)
        {

            Console.WriteLine($"訪問了 VisitMemberAssignment，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitMemberAssignment(node);
        }
        protected override MemberBinding VisitMemberBinding(MemberBinding node)
        {

            Console.WriteLine($"訪問了 VisitMemberBinding，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitMemberBinding(node);
        }

        protected override MemberListBinding VisitMemberListBinding(MemberListBinding node)
        {

            Console.WriteLine($"訪問了 VisitMemberListBinding，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitMemberListBinding(node);
        }
        protected override MemberMemberBinding VisitMemberMemberBinding(MemberMemberBinding node)
        {

            Console.WriteLine($"訪問了 VisitMemberMemberBinding，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitMemberMemberBinding(node);
        }
        protected override SwitchCase VisitSwitchCase(SwitchCase node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitSwitchCase，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitSwitchCase(node);
        }
        protected override Expression VisitBinary(BinaryExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitBinary，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitBinary(node);
        }
        protected override Expression VisitBlock(BlockExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitBlock，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitBlock(node);
        }

        protected override Expression VisitConditional(ConditionalExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitConditional，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitConditional(node);
        }

        protected override Expression VisitConstant(ConstantExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitConstant，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitConstant(node);
        }
        protected override Expression VisitDebugInfo(DebugInfoExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitDebugInfo，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitDebugInfo(node);
        }
        protected override Expression VisitDefault(DefaultExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitDefault，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitDefault(node);
        }

        protected override Expression VisitDynamic(DynamicExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitDynamic，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitDynamic(node);
        }
        protected override Expression VisitExtension(Expression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitExtension，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitExtension(node);
        }
        protected override Expression VisitGoto(GotoExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitGoto，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitGoto(node);
        }
        protected override Expression VisitIndex(IndexExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitIndex，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitIndex(node);
        }
        protected override Expression VisitInvocation(InvocationExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitInvocation，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitInvocation(node);
        }
        protected override Expression VisitLabel(LabelExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitLabel，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitLabel(node);
        }
        protected override Expression VisitLambda<T>(Expression<T> node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitLambda，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitLambda(node);
        }

        protected override Expression VisitListInit(ListInitExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitListInit，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitListInit(node);
        }
        protected override Expression VisitLoop(LoopExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitLoop，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitLoop(node);
        }
        protected override Expression VisitMember(MemberExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitMember，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitMember(node);
        }
        protected override Expression VisitMemberInit(MemberInitExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitMemberInit，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitMemberInit(node);
        }
        protected override Expression VisitMethodCall(MethodCallExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitMethodCall，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitMethodCall(node);
        }
        protected override Expression VisitNew(NewExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitNew，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitNew(node);
        }
        protected override Expression VisitNewArray(NewArrayExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitNewArray，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitNewArray(node);
        }

        protected override Expression VisitParameter(ParameterExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitParameter，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitParameter(node);
        }
        protected override Expression VisitRuntimeVariables(RuntimeVariablesExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitRuntimeVariables，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitRuntimeVariables(node);
        }

        protected override Expression VisitSwitch(SwitchExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitSwitch，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitSwitch(node);
        }
        protected override Expression VisitTry(TryExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitTry，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitTry(node);
        }

        protected override Expression VisitTypeBinary(TypeBinaryExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitTypeBinary，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitTypeBinary(node);
        }
        protected override Expression VisitUnary(UnaryExpression node)
        {
            Console.WriteLine($"訪問了 VisitUnary，內容：{node.ToString()}");
            return base.VisitUnary(node);
        }



    }

調用方法：

Expression<Func<int, int, bool>> fun = (x, y) => x - y > 5;

var treeModifier = new SnailExpressionVisitor();
Expression modifiedExpr = treeModifier.Visit(fun);

運行結果：

從打印的日志里面可以看出，

1、每次訪問表達式類時，都會先去調用Visit函數，估計他是在Visit里面判定表達式類，然后在根據表達式類的類型，調用訪問改表達式的函數

2、對Lambda表達式類，是先訪問的是Expression<T>。Expression<T>是不是很熟悉，上一章說過他的作用是將強類型Lambda表達式表示為表達式樹形式的數據結構，解析成功之后才對表達式的訪問

3、對於表達式先解析的是左邊，左邊的內容解析完了之后在解析右邊，如(x-y)>5，解析的順序是：x-y=>x=>y=>5

2.2、修改表達式樹

既然我們弄清楚了表達式樹的訪問，現在我們就可以對他進行編輯修改了。

上面我們判斷的是x-y>5，現在我們規定，將“-”改成“+”，“>”改成“>=”

對VisitBinary方法修改代碼如下：

protected override Expression VisitBinary(BinaryExpression node)
{
    Console.WriteLine($"訪問了 VisitBinary，內容：{node.ToString()}");
    if (node.NodeType == ExpressionType.GreaterThan)
    {
        Expression left = this.Visit(node.Left);
        Expression right = this.Visit(node.Right);

        var result = Expression.MakeBinary(ExpressionType.GreaterThanOrEqual, left, right, node.IsLiftedToNull, node.Method);
        Console.WriteLine($"訪問了 VisitBinary，更改之后的內容：{result.ToString()}");
        return result;
    }
    else if (node.NodeType == ExpressionType.Subtract || node.NodeType == ExpressionType.SubtractChecked)
    {
        Expression left = this.Visit(node.Left);
        Expression right = this.Visit(node.Right);

        var result = Expression.MakeBinary(ExpressionType.Add, left, right, node.IsLiftedToNull, node.Method);
        Console.WriteLine($"訪問了 VisitBinary，更改之后的內容：{result.ToString()}");
        return result;
    }
    else
    {
        return base.VisitBinary(node);
    }
}

調用方法：

Expression<Func<int, int, bool>> fun = (x, y) => x - y > 5;

var treeModifier = new SnailExpressionVisitor();
Expression modifiedExpr = treeModifier.Visit(fun);

Console.WriteLine($"Lambda的轉換最后結果：{modifiedExpr.ToString()}");

運行結果如下

三、總結

對表達樹的講解已經完成了，但是說了這么久，對真實的開發有什么作用呢？后面我將利用Lambda表達式寫一個對現有數據分頁的公共方法，同時在對Dapper的擴展也會用到相關知識點，大家拭目以待吧……