C#动态构建表达式树（三）——表达式的组合

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前言

在筛选数据的过程中，可能会有这样的情况：有一些查询条件是公共的，但是根据具体的传入参数可能需要再额外增加一个条件。对于这种问题一般有两种方法：

a. 在 Where 后再组合一个 Where，如：

List<SOME_CLASS> dataList = dataList.Where(FILTER_1).Where(FILTER_2).ToList();

b. 将类型相同两个表达式组合起来（就是本文的主题了）

由于项目中既有框架的封装，查询时只能传入 Expression<Func<T, bool>> 类型的值，因此只能采用 b 方法。

最终

先给出研究后最后得出的方法，再分享自己踩坑的过程（仅以 And 操作为例，其它的大同小异）。

1. 代码

public static Expression<Func<T, bool>> CombineLambda<T>(List<Expression<Func<T, bool>>> lambdas, List<Type> types) { if(typeof(T) != types[0]) { throw new Exception("类型列表的第一个值必须为泛型 T 的类型"); } List<ParameterExpression> parameterExpressions = new List<ParameterExpression>(); // 从 'A' 开始，为每个类型指定一个形参 for (int i = 0; i < types.Count; i++) { parameterExpressions.Add(Expression.Parameter(types[i], ((char)(65 + i)).ToString())); } CombineExpressionVisitor visitor = new CombineExpressionVisitor(parameterExpressions); // 新建一个原始条件 a => true，并逐个组合数组中的条件 Expression<Func<T, bool>> result = Expression.Lambda<Func<T, bool>>( Expression.Constant(true), parameterExpressions[0]); for (int i = 0; i < lambdas.Count; i++) { Expression tmp = visitor.Visit(result.Body); Expression tmp1 = visitor.Visit(lambdas[i].Body); result = Expression.Lambda<Func<T, bool>>(Expression.AndAlso(tmp, tmp1), parameterExpressions[0]); } return result; /* ** 上面的 type[0]（parameterExpressions[0]）可能比较费解。由于我们的情况是嵌套的对 ** 象，因此需要传入 “外层对象类型的 Paramter” 和 “内层对象类型的 Parameter”， ** parameterExpressions[0] 表示的是外层对象类型的 Parameter，由它开始组成** 整个的筛选 */ }private class CombineExpressionVisitor : ExpressionVisitor { private List<ParameterExpression> peList; public CombineExpressionVisitor(List<ParameterExpression> list) { peList = list; } // 覆写 VisitParameter 方法，返回我们指定的统一 Parameter protected override Expression VisitParameter(ParameterExpression p) { return peList.Find(a => a.Type == p.Type); } public override Expression Visit(Expression node) { return base.Visit(node); } }

Lambda表达式由参数（Parameter）和内容（Body）组成。主要的思路是 将给出的所有 Lambda 表达式的参数（Parameter）都改为同一个参数（Parameter），再把内容（Body）组合起来 。

2. 验证

假设我们有这样的数据:

[ { "Name": "安柏", "Age": 25, "Weapons": [ { "Name": "普通弓", "GetTime": "2021-05-03T12:00:00+08:00", "Description": "入门级武器，从无到有" } ] }, { "Name": "行秋", "Age": 18, "Weapons": [ { "Name": "单手剑", "GetTime": "2021-05-22T11:00:00+08:00", "Description": "刚刚够用的武器" } ] }, { "Name": "可莉", "Age": 8, "Weapons": [ { "Name": "嘟嘟可故事集", "GetTime": "2021-06-20T15:35:00+08:00", "Description": "特别合适的武器" }, { "Name": "简单的书", "GetTime": "2021-05-03T16:47:00+08:00", "Description": "赠送的武器" } ] } ]

（原来你也玩原船，，，哦不是，原神啊）。主要有 “角色”、“年龄”（我瞎编的）、“武器”（半真半编的）这几个字段，其中 “武器”是单独一个类，定义如下：

/// <summary> /// 原神角色 /// </summary> public class YuanshenRole { /// <summary> /// 名字 /// </summary> public string Name { get; set; } /// <summary> /// 年龄 /// </summary> public int Age { get; set; } /// <summary> /// 所拥有的武器 /// </summary> public List<Weapon> Weapons { get; set; } }/// <summary> /// 武器 /// </summary> public class Weapon { /// <summary> /// 名称 /// </summary> public string Name { get; set; } /// <summary> /// 获得的时间 /// </summary> public DateTime GetTime { get; set; } /// <summary> /// 描述 /// </summary> public string Description { get; set; } }

我们要查找 Age 为 8, Name 为“可莉”，Weapons中存在 “嘟嘟可故事集” 的角色，分成两个表达式写，并组合起来：

// 三个单独的条件 Expression<Func<YuanshenRole, bool>> filter2 = x => x.Age == 8; Expression<Func<YuanshenRole, bool>> filter1 = x => x.Name == 可莉"; Expression<Func<YuanshenRole, bool>> filter = x => x.Weapons.Any(y => y.Name == "嘟嘟可故事集");// 组合起来 var finalFilter = CombineLambda( new List<Expression<Func<YuanshenRole, bool>>> { filter, filter1, filter2 }, new List<Type> { typeof(YuanshenRole), typeof(Weapon) } );

CombineLambda 方法需要两个参数，一个是表达式的集合，另一个是表达式中 Parameter 类型的集合。

踩坑过程

1. 只拼接Lambda表达式的Body，不改变其参数

说起拼接，我的~~第一想法~~是这样的：

// 错误的写法 Expression<Func<YuanshenRole, bool>> finalFilter = Expression.Lambda<Func<YuanshenRole, bool>>( Expression.AndAlso(filter.Body, filter2.Body), // 即使取了表达式的 Body，意义也不对 Expression.Parameter(typeof(YuanshenRole), "x") );

报错为：

从作用域“”引用了“UsageDemo.Program+YuanshenRole”类型的变量“x”，但该变量未定义”

在查找资料的时候看到了一个比喻：每个 Lambda 表达式就像是一个独轮车，把它们拼起来就相当于把两个独轮车拼成一个自行车。而上述的过程，我们看似把两个轮子拆下来，安装在了同一个车架子上，却没有改造两个轮子让其适应新的车架子（即，改变 “原有表达式 Body” 中引用 “原来Parameter” 的部分）

自然而然地，我们需要进行一番深入的改造。搜索网上的资料后发现，可以通过继承 ExpressionVisitor 类并覆写其中的部分方法，如下：

class MyExpressionVisitor : ExpressionVisitor { public ParameterExpression _Parameter0 { get; set; } public MyExpressionVisitor(ParameterExpression Parameter0) { _Parameter0 = Parameter0; } protected override Expression VisitParameter(ParameterExpression p) { return _Parameter0; } public override Expression Visit(Expression node) { return base.Visit(node); } }

VisitParameter 方法在 Visit 时默认返回原 Parameter，通过覆写它可以达到改造 Body 中引用 “原来Parameter” 的效果。

ExpressionVisitor 中的 Visit 方法感觉与常规方法思路完全不同，先挖个坑，以后再研究

顺理成章地，踩了第二个坑QAQ

2. 只传入了 1 个 Parameter，而实际需要 2 个

根据踩坑1，写法应该为：

Expression<Func<YuanshenRole, bool>> filter = x => x.Weapons.Any(y => y.Name == "嘟嘟可故事集"); Expression<Func<YuanshenRole, bool>> filter2 = x => x.Age == 8;ParameterExpression pe = Expression.Parameter(typeof(YuanshenRole), "x"); var visitor1 = new MyExpressionVisitor(pe); Expression bodyone1 = visitor1.Visit(filter.Body); // 此处需要调用我们自定类的 Visit 方法改造原 Parameter Expression bodytwo1 = visitor1.Visit(filter2.Body); Expression<Func<YuanshenRole, bool>> finalFilter = ExpressionLambda<Func<YuanshenRole, bool>>(Expression.AndAlso(bodyone1,bodytwo1), pe); dataList = dataList.AsQueryable().Where(finalFilter).ToList();

结果报错为：

没有为类型“UsageDemo.Program+YuanshenRole”定义属性“System.String Name””

发生甚么事了，我们的 filter 也没有获取 YuanshenRole 的 Name 属性啊。此处我确实愣了一下，然后发现其实 查找的是 Weapon 类型的 Name，而传入的是 YuanshenRole 类型的参数。

因此在覆写的 Visit 方法中不能只返回一个类型，而要根据实际情况返回。稍加封装就有了文本最开始的代码。

private class CombineExpressionVisitor : ExpressionVisitor { ...... public CombineExpressionVisitor(List<ParameterExpression> list) { peList = list; } ......

这也是为什么 Visit 类的构造函数要传入 List<ParameterExpression> 的原因。