再讲IQueryable<T>，揭开表达式树的神秘面纱

接上篇《先说IEnumerable，我们每天用的foreach你真的懂它吗？》

最近园子里定制自己的orm那是一个风生水起，感觉不整个自己的orm都不好意思继续混博客园了（开个玩笑）。那么在此之前我们有必要仔细了解下 IQueryable<T> ，于是就有了此文。

什么是树？

什么是树？这个问题好像有点白痴。树不就是树嘛。看图：

public class MyQueryProvider : IQueryProvider
{
public IQueryable<TElement> CreateQuery<TElement>(Expression expression)
{
return new MyQueryable<TElement>(expression);
}

public IQueryable CreateQuery(Expression expression)
{
throw new NotImplementedException();
}

public TResult Execute<TResult>(Expression expression)
{
return default(TResult);
}

public object Execute(Expression expression)
{
return new List<object>();
}
}
public class MyQueryable<T> : IQueryable<T>
{
public MyQueryable()
{
_provider = new MyQueryProvider();
_expression = Expression.Constant(this);
}

public MyQueryable(Expression expression)
{
_provider = new MyQueryProvider();
_expression = expression;
}
public Type ElementType
{
get { return typeof(T); }
}

private Expression _expression;
public Expression Expression
{
get { return _expression; }
}

private IQueryProvider _provider;
public IQueryProvider Provider
{
get { return _provider; }
}

public IEnumerator GetEnumerator()
{
return (Provider.Execute(Expression) as IEnumerable).GetEnumerator();
}

IEnumerator<T> IEnumerable<T>.GetEnumerator()
{
var result = _provider.Execute<List<T>>(_expression);
if (result == null)
yield break;
foreach (var item in result)
{
yield return item;
}
}
}

View Code
执行代码：

var aa = new MyQueryable<Student>();
var bb = aa.Where(t => t.Name == "农码一生");
var cc = bb.Where(t => t.Sex == "男");
var dd = cc.AsEnumerable();
var ee = cc.ToList();

接着我们看看执行过程：



结论：

每次在执行 Where 查询操作符的时候 IQueryProvider 会为我们创建一个新的 IQueryable<T>

调用 AsEnumerable() 方法的时候并不会去实际取值（只是得到一个IEnumerable）[注意：在EF里面查询不要先取IEnumerable后滤筛，因为AsEnumerable()会生成查询全表的sql]

执行 ToList() 方法时才去真正调用迭代器 GetEnumerator() 取值

真正取值的时候，会去执行 IQueryProvider 中的 Execute 方法。（就是在调用这个方法的时候解析表达式数，然后执行取得结果）

我们看到真正应该办实事的 Execute 我们却让他返回默认值了。



现在估计有人不爽了，你到是具体实现下 Execute 。好吧！（其实通过上面说的解析表达式树，你可以自己在这里做想做的任何事了。）

首先为了简单起见，我们用一个集合做为数据源：

//构造Student数组
public static List<Student> StudentArrary = new List<Student>()
{
new Student(){Name="农码一生", Age=26, Sex="男", Address="长沙"},
new Student(){Name="小明", Age=23, Sex="男", Address="岳阳"},
new Student(){Name="嗨-妹子", Age=25, Sex="女", Address="四川"}
};

然后，重新写一个VisitExpression2方法：（和之前的区别： 现在目的是取表达式树中的表达式，而不是重新组装成sql或别的）

public static void VisitExpression2(Expression expression, ref List<LambdaExpression> lambdaOut)
{
if (lambdaOut == null)
lambdaOut = new List<LambdaExpression>();
switch (expression.NodeType)
{
case ExpressionType.Call://执行方法
MethodCallExpression method = expression as MethodCallExpression;
Console.WriteLine("方法名:" + method.Method.Name);
for (int i = 0; i < method.Arguments.Count; i++)
VisitExpression2(method.Arguments[i], ref  lambdaOut);
break;
case ExpressionType.Lambda://lambda表达式
LambdaExpression lambda = expression as LambdaExpression;
lambdaOut.Add(lambda);
VisitExpression2(lambda.Body, ref  lambdaOut);
break;
case ExpressionType.Equal://相等比较
case ExpressionType.AndAlso://and条件运算
BinaryExpression binary = expression as BinaryExpression;
Console.WriteLine("运算符:" + expression.NodeType.ToString());
VisitExpression2(binary.Left, ref  lambdaOut);
VisitExpression2(binary.Right, ref  lambdaOut);
break;
case ExpressionType.Constant://常量值
ConstantExpression constant = expression as ConstantExpression;
Console.WriteLine("常量值:" + constant.Value.ToString());
break;
case ExpressionType.MemberAccess:
MemberExpression Member = expression as MemberExpression;
Console.WriteLine("字段名称:{0}，类型:{1}", Member.Member.Name, Member.Type.ToString());
break;
case ExpressionType.Quote:
UnaryExpression Unary = expression as UnaryExpression;
VisitExpression2(Unary.Operand, ref  lambdaOut);
break;
default:
Console.Write("UnKnow");
break;
}
}

然后重新实现方法 Execute ：

public TResult Execute<TResult>(Expression expression)
{
List<LambdaExpression> lambda = null;
AnalysisExpression.VisitExpression2(expression, ref lambda);//解析取得表达式数中的表达式
IEnumerable<Student> enumerable = null;
for (int i = 0; i < lambda.Count; i++)
{
//把LambdaExpression转成Expression<Func<Student, bool>>类型
//通过方法Compile()转成委托方法
Func<Student, bool> func = (lambda[i] as Expression<Func<Student, bool>>).Compile();
if (enumerable == null)
enumerable = Program.StudentArrary.Where(func);//取得IEnumerable
else
enumerable = enumerable.Where(func);
}
dynamic obj = enumerable.ToList();//（注意：这个方法的整个处理过程，你可以换成解析sql执行数据库查询，或者生成url然后请求获取数据。）
return (TResult)obj;
}

执行过程：



个人对 IQueryable 延迟加载的理解：

前段部分的查询操作符只是把逻辑分解存入表达式树，并没有远程执行sql。

foreache执行的是 IEnumerable<T> ，然而 IEnumerable<T> 同样具有延迟加载的特性。每次迭代的时候才真正的取数据。且在使用导航属性的时候会再次查询数据库。(下次说延迟加载不要忘记了 IEnumerable 的功劳哦！)

小知识：

表达式树转成Lambda表达式：

Expression<Func<Student, bool>> expression = t => t.Name == "农码一生";
Func<Student, bool> func = expression.Compile();

总结：

表达式树的分析就告一段落了，其中还有很多细节或重要的没有分析到。下次有新的心得再来总结。

感觉表达式树就是先把表达式打散存在树结构里（一般打散的过程是编译器完成），然后可以根据不同的数据源或接口重新组装成自己想要的任何形式，这也让我们实现自己的orm成为了可能。

今天主要是对表达式树的解析、和实现自己的IQueryable<T>、IQueryProvider做了一个记录和总结，其中不定有错误的结论或说法，轻点拍！

demo下载：http://pan.baidu.com/s/1nvAksgL

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