C# 动态构建表达式树（二）——构建 Select 和 GroupBy 的表达式

2023-07-23 14:03:22

C# 动态构建表达式树（二）——构建 Select 和 GroupBy 的表达式

前言

在上篇中写了表达式的基本使用，为 Where 方法动态构建了表达式。在这篇中会写如何为 Select 和 GroupBy 动态构建（可以理解为动态表达式的其它常见形式）。

本文的操作方式似乎在实际使用中作用甚微，仅作为了解即可

准备工作

环境：.NET Framework 4.5，SQLServer 2017

建表脚本如下（由 SSMS 导出）：

USE [default]
GO
/****** Object:  Table [dbo].[Person]    Script Date: 2021/6/9 12:06:43 ******/
SET ANSI_NULLS ON
GO
SET QUOTED_IDENTIFIER ON
GO
CREATE TABLE [dbo].[Person](
	[Id] [varchar](100) NOT NULL,
	[Name] [nvarchar](50) NOT NULL,
	[Age] [int] NOT NULL,
	[Gender] [nvarchar](5) NOT NULL,
	[Point] [int] NOT NULL,
	[CreateTime] [datetime] NOT NULL,
 CONSTRAINT [PK_Person] PRIMARY KEY CLUSTERED 
(
	[Id] ASC
)WITH (PAD_INDEX = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS = ON) ON [PRIMARY]
) ON [PRIMARY]
GO

为 Select 方法动态构建表达式

假设我们要查出 Person 表中的 Name、Age、Gender 字段，返回类型为 List<PersonResult> 的对象:

class PersonResult
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public string Gender { get; set; }
}

常规写法：

List<PersonResult> personList 
	= context.Person.Select(p => new PersonResult
								{
								    Name = p.Name,
								    Age = p.Age,
								    Gender = p.Gender
								}).ToList();

动态组合写法：

ParameterExpression pe = Expression.Parameter(typeof(Person), "p");	# 创建形参 p

MemberExpression meName = Expression.MakeMemberAccess(pe, typeof(Person).GetProperty("Name"));	# 要使用 MakeMemberAccess 方法
MemberExpression meAge = Expression.MakeMemberAccess(pe, typeof(Person).GetProperty("Age"));
MemberExpression meGender = Expression.MakeMemberAccess(pe, typeof(Person).GetProperty("Gender"));

Type personResultType = typeof(PersonResult);
MemberAssignment maName = Expression.Bind(personResultType.GetProperty("Name"), meName);	# 使用 Bind 方法将目标类型的属性与源类型的属性值绑定
MemberAssignment maAge = Expression.Bind(personResultType.GetProperty("Age"), meAge);
MemberAssignment maGender = Expression.Bind(personResultType.GetProperty("Gender"), meGender);

NewExpression ne = Expression.New(personResultType);	# 相当于 new 关键字创建一个对象

MemberInitExpression mie = Expression.MemberInit(ne, maName, maAge, maGender);	# 相当于初始化时赋值操作

Expression<Func<Person, PersonResult>> personSelectExpression = Expression.Lambda<Func<Person, PersonResult>>(mie, pe);
var personList1 = context.Person.Select(personSelectExpression).ToList();

与构建 Where 方法的表达式差不多，主要是创建新对象以及赋值的写法需要注意。

为 GroupBy 方法动态构建表达式

假设我们要统计出 Person 表中的男生女生数量，返回类型为 List<PersonGroupByResult> 对象

class PersonGroupByResult
{
    public string Gender { get; set; }
    public int Count { get; set; }
}

常规写法：

List<PersonGroupByResult> personList =
                context.Person.GroupBy(p => p.Gender)
                                .Select(p => new PersonGroupByResult
                                {
                                    Gender = p.Key,
                                    Count = p.Count()
                                }).ToList();

动态组合写法：

// 动态创建 GroupBy 中的 Expression
ParameterExpression pe = Expression.Parameter(typeof(Person), "p");
MemberExpression meGender = Expression.Property(pe, "Gender");
Expression<Func<Person, string>> groupByExpression = Expression.Lambda<Func<Person, string>>(meGender, pe); 

// 动态创建 Select 中的 Expression
Type groupType = typeof(IGrouping<string, Person>);	# 注意 GroupBy 函数返回的类型
ParameterExpression pge = Expression.Parameter(groupType, "pg");
MemberExpression meKeyGender = Expression.MakeMemberAccess(pge, groupType.GetProperty("Key"));	# 获取其中的属性，与上面动态拼接 Select 相同           

Type groupByResultType = typeof(PersonGroupByResult);
MemberAssignment maGender = Expression.Bind(groupByResultType.GetProperty("Gender"), meKeyGender);	# 使用 Bind 方法将目标类型的属性与源类型的属性值绑定，与上面动态拼接 Select 相同
MethodInfo countMethod = typeof(Enumerable).GetMethods().Where(a => a.Name == "Count" && a.GetParameters().Length == 1)
                                            .FirstOrDefault().MakeGenericMethod(typeof(Person));	# 获取 Count 方法
MemberAssignment maCount = Expression.Bind(groupByResultType.GetProperty("Count"), Expression.Call(countMethod, pge));	#使用 Bind 方法将目标类型的属性与源类型调用方法的返回值绑定
NewExpression ne = Expression.New(groupByResultType);
MemberInitExpression mie = Expression.MemberInit(ne, maGender, maCount);

Expression<Func<IGrouping<string, Person>, PersonGroupByResult>> personSelectExpression =
	Expression.Lambda<Func<IGrouping<string, Person>, PersonGroupByResult>>(mie, pge);
var personList1 = context.Person.GroupBy(groupByExpression).Select(personSelectExpression).ToList();

需要注意的是查找 Count 方法的过程。通过查看定义发现，IGrouping 类型中并没有 Count 方法，而 IGrouping 实现了 IEnumerable，因此想到获取 Enumerable 这个 IEnumerable 实现类中的 Count 方法。

而 Enumerable中的 Count 方法定义如下：

在查阅资料和多次尝试后，仍然无法直接获取到 Count（当仅传入方法名称时，提示有多个定义；当传入方法名称和参数时，一直返回为 null）。现通过参数个数来筛选，得到想要的方法。还需要注意的是，Count 方法为泛型方法，得到后还需要执行 MakeGenericMethod 以传入泛型类型。

通过查看 ChangeTracer 和 SQL 执行情况，发现即使我们使用的是 Enumerable 类型，依然是只返回了我们想要的结果，没有全表查询。这其中的奥秘还需要探索啊。

其它的一点思考

之前在工作中为了方便经常使用 Select 查询出匿名类，能否使用动态创建表达式的方式创建匿名类呢（我能想到的一种使用场景是，根据某些条件返回不同的字段，但这其实可以通过冗余字段实现）。在进行了很多尝试后，发现只能先写好一个匿名类，再 Select 这个匿名类的相关字段。虽然看似达到了目的，但不符合我们动态组合的要求，因此是没有意义的。

参考

c# – 使用反射创建lambda表达式,如x => new {..}

referencing desired overloaded generic method

Expression表达式目录树动态拼接反射获取泛型方法

How to create LINQ Expression Tree to select an anonymous type

How to use Expression to build an Anonymous Type?

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