Drzewa wyrażeń (C#)Expression Trees (C#)

Drzewa wyrażeń reprezentują kod w strukturze danych przypominającej drzewo, gdzie każdy węzeł jest wyrażeniem, na przykład wywołaniem metody lub operacją binarną, taką jak x < y .Expression trees represent code in a tree-like data structure, where each node is an expression, for example, a method call or a binary operation such as x < y.

Można skompilować i uruchomić kod reprezentowany przez drzewa wyrażeń.You can compile and run code represented by expression trees. Umożliwia to dynamiczną modyfikację kodu wykonywalnego, wykonywanie zapytań LINQ w różnych bazach danych i tworzenie zapytań dynamicznych.This enables dynamic modification of executable code, the execution of LINQ queries in various databases, and the creation of dynamic queries. Aby uzyskać więcej informacji na temat drzew wyrażeń w LINQ, zobacz jak używać drzew wyrażeń do kompilowania zapytań dynamicznych (C#).For more information about expression trees in LINQ, see How to use expression trees to build dynamic queries (C#).

Drzewa wyrażeń są również używane w środowisku uruchomieniowym języka dynamicznego (DLR) w celu zapewnienia współdziałania między językami dynamicznymi i .NET oraz umożliwiają autorom kompilatora emitowanie drzew wyrażeń zamiast języka pośredniego firmy Microsoft (MSIL).Expression trees are also used in the dynamic language runtime (DLR) to provide interoperability between dynamic languages and .NET and to enable compiler writers to emit expression trees instead of Microsoft intermediate language (MSIL). Aby uzyskać więcej informacji na temat DLR, zobacz Omówienie środowiska uruchomieniowego języka dynamicznego.For more information about the DLR, see Dynamic Language Runtime Overview.

Można utworzyć drzewo wyrażeń w języku C# lub kompilator Visual Basic na podstawie anonimowego wyrażenia lambda lub można utworzyć drzewa wyrażeń ręcznie przy użyciu System.Linq.Expressions przestrzeni nazw.You can have the C# or Visual Basic compiler create an expression tree for you based on an anonymous lambda expression, or you can create expression trees manually by using the System.Linq.Expressions namespace.

Tworzenie drzew wyrażeń na podstawie wyrażeń lambdaCreating Expression Trees from Lambda Expressions

Gdy wyrażenie lambda jest przypisane do zmiennej typu Expression<TDelegate> , kompilator emituje kod w celu skompilowania drzewa wyrażenia, które reprezentuje wyrażenie lambda.When a lambda expression is assigned to a variable of type Expression<TDelegate>, the compiler emits code to build an expression tree that represents the lambda expression.

Kompilator języka C# może generować drzewa wyrażeń tylko z wyrażeń lambda (lub jednowierszowych wyrażeń lambda).The C# compiler can generate expression trees only from expression lambdas (or single-line lambdas). Nie można analizować instrukcji lambda (lub wielowierszowych wyrażeń lambda).It cannot parse statement lambdas (or multi-line lambdas). Aby uzyskać więcej informacji na temat wyrażeń lambda w języku C#, zobacz lambda Expressions.For more information about lambda expressions in C#, see Lambda Expressions.

W poniższym przykładzie kodu pokazano, jak utworzyć kompilator języka C#, który reprezentuje wyrażenie lambda num => num < 5 .The following code examples demonstrate how to have the C# compiler create an expression tree that represents the lambda expression num => num < 5.

Expression<Func<int, bool>> lambda = num => num < 5;  

Tworzenie drzew wyrażeń przy użyciu interfejsu APICreating Expression Trees by Using the API

Aby utworzyć drzewa wyrażeń przy użyciu interfejsu API, użyj Expression klasy.To create expression trees by using the API, use the Expression class. Ta klasa zawiera statyczne metody fabryki, które tworzą węzły drzewa wyrażenia określonych typów, na przykład, ParameterExpression która reprezentuje zmienną lub parametr lub MethodCallExpression , który reprezentuje wywołanie metody.This class contains static factory methods that create expression tree nodes of specific types, for example, ParameterExpression, which represents a variable or parameter, or MethodCallExpression, which represents a method call. ParameterExpression, MethodCallExpression i inne typy specyficzne dla wyrażenia są również zdefiniowane w System.Linq.Expressions przestrzeni nazw.ParameterExpression, MethodCallExpression, and the other expression-specific types are also defined in the System.Linq.Expressions namespace. Te typy pochodzą z typu abstrakcyjnego Expression .These types derive from the abstract type Expression.

Poniższy przykład kodu ilustruje sposób tworzenia drzewa wyrażenia, które reprezentuje wyrażenie lambda przy num => num < 5 użyciu interfejsu API.The following code example demonstrates how to create an expression tree that represents the lambda expression num => num < 5 by using the API.

// Add the following using directive to your code file:  
// using System.Linq.Expressions;  
  
// Manually build the expression tree for
// the lambda expression num => num < 5.  
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 });  

W .NET Framework 4 lub nowszych interfejs API drzew wyrażeń obsługuje również przypisania i wyrażenia przepływu sterowania, takie jak pętle, Bloki warunkowe i try-catch bloki.In .NET Framework 4 or later, the expression trees API also supports assignments and control flow expressions such as loops, conditional blocks, and try-catch blocks. Za pomocą interfejsu API można utworzyć drzewa wyrażeń, które są bardziej złożone niż te, które mogą być tworzone na podstawie wyrażeń lambda przez kompilator języka C#.By using the API, you can create expression trees that are more complex than those that can be created from lambda expressions by the C# compiler. Poniższy przykład ilustruje sposób tworzenia drzewa wyrażenia, które oblicza silnię liczby.The following example demonstrates how to create an expression tree that calculates the factorial of a number.

// Creating a parameter expression.  
ParameterExpression value = Expression.Parameter(typeof(int), "value");  
  
// Creating an expression to hold a local variable.
ParameterExpression result = Expression.Parameter(typeof(int), "result");  
  
// Creating a label to jump to from a loop.  
LabelTarget label = Expression.Label(typeof(int));  
  
// Creating a method body.  
BlockExpression block = Expression.Block(  
    // Adding a local variable.  
    new[] { result },  
    // Assigning a constant to a local variable: result = 1  
    Expression.Assign(result, Expression.Constant(1)),  
    // Adding a loop.  
        Expression.Loop(  
    // Adding a conditional block into the loop.  
           Expression.IfThenElse(  
    // Condition: value > 1  
               Expression.GreaterThan(value, Expression.Constant(1)),  
    // If true: result *= value --  
               Expression.MultiplyAssign(result,  
                   Expression.PostDecrementAssign(value)),  
    // If false, exit the loop and go to the label.  
               Expression.Break(label, result)  
           ),  
    // Label to jump to.  
       label  
    )  
);  
  
// Compile and execute an expression tree.  
int factorial = Expression.Lambda<Func<int, int>>(block, value).Compile()(5);  
  
Console.WriteLine(factorial);  
// Prints 120.  

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz generowanie metod dynamicznych z drzewami wyrażeń w programie Visual Studio 2010, które mają zastosowanie również do nowszych wersji programu Visual Studio.For more information, see Generating Dynamic Methods with Expression Trees in Visual Studio 2010, which also applies to later versions of Visual Studio.

Analizowanie drzew wyrażeńParsing Expression Trees

Poniższy przykład kodu demonstruje, jak drzewo wyrażeń reprezentujące wyrażenie lambda num => num < 5 może być rozłożone na jego części.The following code example demonstrates how the expression tree that represents the lambda expression num => num < 5 can be decomposed into its parts.

// Add the following using directive to your code file:  
// using System.Linq.Expressions;  
  
// Create an expression tree.  
Expression<Func<int, bool>> exprTree = num => num < 5;  
  
// Decompose the expression tree.  
ParameterExpression param = (ParameterExpression)exprTree.Parameters[0];  
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);  
  
// This code produces the following output:  
  
// Decomposed expression: num => num LessThan 5  

Niezmienności drzew wyrażeńImmutability of Expression Trees

Drzewa wyrażeń powinny być niezmienne.Expression trees should be immutable. Oznacza to, że jeśli chcesz zmodyfikować drzewo wyrażenia, należy utworzyć nowe drzewo wyrażeń przez skopiowanie istniejącego i zastępowanie węzłów w tym elemencie.This means that if you want to modify an expression tree, you must construct a new expression tree by copying the existing one and replacing nodes in it. Możesz użyć odwiedzania drzewa wyrażenia, aby przejść do istniejącego drzewa wyrażenia.You can use an expression tree visitor to traverse the existing expression tree. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz jak modyfikować drzewa wyrażeń (C#).For more information, see How to modify expression trees (C#).

Kompilowanie drzew wyrażeńCompiling Expression Trees

Expression<TDelegate>Typ udostępnia Compile metodę, która kompiluje kod reprezentowany przez drzewo wyrażenia w delegatze pliku wykonywalnego.The Expression<TDelegate> type provides the Compile method that compiles the code represented by an expression tree into an executable delegate.

Poniższy przykład kodu demonstruje sposób kompilowania drzewa wyrażenia i uruchamiania wyniku.The following code example demonstrates how to compile an expression tree and run the resulting code.

// Creating an expression tree.  
Expression<Func<int, bool>> expr = num => num < 5;  
  
// Compiling the expression tree into a delegate.  
Func<int, bool> result = expr.Compile();  
  
// Invoking the delegate and writing the result to the console.  
Console.WriteLine(result(4));  
  
// Prints True.  
  
// You can also use simplified syntax  
// to compile and run an expression tree.  
// The following line can replace two previous statements.  
Console.WriteLine(expr.Compile()(4));  
  
// Also prints True.  

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz jak wykonywać drzewa wyrażeń (C#).For more information, see How to execute expression trees (C#).

Zobacz teżSee also