如何對 Expression 進行計算？

01-13

想解決一個EF6中 Expression 合併的問題，從 stackoverflow 搜到可用的結果 Combining two expressions (Expression&&>)
源碼如此：
public static Expression&&> AndAlso&( this Expression&&> expr1, Expression&&> expr2) { var parameter = Expression.Parameter(typeof (T));
var leftVisitor = new ReplaceExpressionVisitor(expr1.Parameters[0], parameter); var left = leftVisitor.Visit(expr1.Body); var rightVisitor = new ReplaceExpressionVisitor(expr2.Parameters[0], parameter); var right = rightVisitor.Visit(expr2.Body); return Expression.Lambda&&>( Expression.AndAlso(left, right), parameter); } private class ReplaceExpressionVisitor : ExpressionVisitor { private readonly Expression _oldValue; private readonly Expression _newValue; public ReplaceExpressionVisitor(Expression oldValue, Expression newValue) { _oldValue = oldValue; _newValue = newValue; }
public override Expression Visit(Expression node) { // 這裡意味著什麼？ if (node == _oldValue) return _newValue; return base.Visit(node); } }
其中，當Body == Parameters[0] 時，使用新的ParameterExpression 。

我有三個問題：
1、兩者相等意味著什麼？為什麼這樣處理？
2、如果我改寫成OrElse，這裡是不是有影響？
3、如果想深入學習該方面的知識，有沒有推薦的書籍？

@Ivony 大大的回答正解了。

俺就來直接回答一下題主的那幾個問題：

其中，當Body == Parameters[0] 時，使用新的ParameterExpression 。
我有三個問題：
1、兩者相等意味著什麼？為什麼這樣處理？

並不是Body == Parameters[0]，而是Expression&.Body所指向的expression tree中任何節點與這個指定的Parameters[0]相同時，在visitor返回的新expression tree中將這個節點替換為新的ParameterExpression。

這個操作的意思是什麼 @Ivony 大大的回答已經說得很清楚了。

expr1與expr2的類型都是Expression&&>，換句話說這個lambda的函數類型是接受一個類型為T的參數、返回值類型為bool的形式。所以在它們裡面肯定只會有1個ParameterExpression，也就是由它們的Parameters[0]所引用的那個。

要提取出expr1與expr2的函數體，將它們組裝出一個新的lambda，就必須要把它們的參數替換為新lambda的參數，否則無法建立起新lambda的參數與expr1/expr2已有的函數體之間的聯繫。

其實要組裝expr1與expr2，除了提取出它們的函數體然後直接拼裝之外，還可以選擇直接調用它們然後組合結果，例如說：

using System; using System.Linq.Expressions;


static class Program {

  static Expression&&> AndAlso&(

      this Expression&&> expr1,

      Expression&&> expr2) {

    var param = Expression.Parameter(typeof(T));

    var invoke1 = Expression.Invoke(expr1, param);

    var invoke2 = Expression.Invoke(expr2, param);

    var combine = Expression.AndAlso(invoke1, invoke2);

    return Expression.Lambda&&>(combine, param);

  }

static void Main(string[] args) { Expression&&> expr1 = a =&> a &>= 0; Expression&&> expr2 = b =&> b &< 10; var combined = expr1.AndAlso(expr2); var func = combined.Compile(); Console.WriteLine("{0}, {1}", func(2), func(42)); // prints: // True, False } }

這個例子中，

expr1是

a =&> a &>= 0

expr2 是

b =&> b &< 10

而組合出來的combined的邏輯是：

x =&> expr1(x) expr2(x)

也就是直接調用expr1與expr2得到結果來做操作得到結果（注意這裡有短路求值語義喔，雖然這個例子中沒有副作用看不出來短路與否的區別）。

而"Invoke"，函數調用，用lambda演算的角度來看，就是β-reduction——function application。

expr1(x) ，換個寫法就是 (a =&> a &>= 0)(x) ，經過β-reduction之後得到的就是 x &>= 0。

對 expr2(x) 如法炮製，(b =&> b &< 10)(x) 應用β-reduction得到 x &< 10。

把這倆放在combined中，就變成了：

x =&> (x &>= 0) (x &< 10)

可以看到，正如 @Ivony 大大的回答所說，這就是「把函數內聯」的效果。

題主所給出的示例代碼中，把expr1與expr2的函數體提取出來，並將它們的參數替換為combined的參數，這就是β-reduction。

2、如果我改寫成OrElse，這裡是不是有影響？

如果您需要的組合方式是 expr1(x) || expr2(x) 的話，那麼OrElse()就對了

3、如果想深入學習該方面的知識，有沒有推薦的書籍？

這個問題好難回答…其實都是一些編譯原理的基本原理的應用，混入一些lambda演算的皮毛。

LINQ Expression Tree / DLR Expression Tree就是一種比較典型的樹形/DAG的IR，對它的各種操作都是編譯器中端會涉及的知識，所以如果有一些編譯原理基礎的話學習起來就會很輕鬆。

不過沒有基礎也沒關係，就是棵表達程序語義的樹/DAG而已…

我以前寫過一些博客文章跟LINQ與DLR Expression Tree相關，如果有興趣也可以參考一下：RednaxelaFX的博客 - DLR分類文章列表 - ITeye技術網站

有本書介紹DLR（與LINQ Expression Tree）的特性和用法的，或許可以參考：Pro DLR in .NET 4

簡單說就是這樣，我們假定有兩個函數：

a =&> a &< 10 b =&> b &> 0

其中，a和b是

expr1.Parameters[0] 和 expr2.Parameters[0]

a &< 10 b &> 0

則是

expr1.Body 和 expr2.Body

所以，其實就是產生這樣一個東西：

x =&> //x 就是 parameter = Expression.Parameter(typeof (T)); x &< 10 //第一個函數，用x替換了a //AndAlso x &> 0 //第二個函數，用x替換了b

就是這個樣子：

x =&> x &< 10 x &> 0

所以簡單說，就是把函數內聯。

書籍我自己也想找人給我推薦，我啃DLR也很費勁，，，，

這就是看msdn能看懂的東西沒必要看書啦。。。

原理前面幾位大神都已經說的很清楚了書籍的話我推薦c# in deepth 裡面有講到lambada 怎麼玩兒

另外裡面用到了設計模式裡面一個叫做訪問者模式的東西 expressionvisiter會替你去遍歷表達式（表達式本質上是一顆二叉樹）在遍歷的時候你的代碼等於說是把expr1和expr2表達式的參數統一了起來（Var parameter)這樣兩者才可以andalso 不然他們兩個因為是兩個不同的實例所以其實是沒法放在一起的

建議可以搜索訪問者模式以及expression Visitor這個類的用法。。。。最後還有c# in deepth這本書

最後表示linq lambda真的很好玩兒可以寫各種有趣的東西。。。