C#表達(dá)式中的動態(tài)查詢詳解【譯】

更新時(shí)間：2021年01月05日 12:03:25 作者：michael

這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于C#表達(dá)式中動態(tài)查詢的相關(guān)資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

前言

當(dāng)您使用LINQ來處理數(shù)據(jù)庫時(shí)，這種體驗(yàn)是一種神奇的體驗(yàn)，對嗎？你把數(shù)據(jù)庫實(shí)體像一個(gè)普通的收集，使用Linq中像Where，Select或者 Take，這些簡單的使用就能讓代碼可用了。

但是，讓我們考慮一下這里是如何通過動態(tài)查詢和表達(dá)式樹實(shí)現(xiàn)此功能的：幕后發(fā)生的事情。您編寫的LINQ查詢將轉(zhuǎn)換為SQL（或其他方式），并將該SQL查詢發(fā)送到數(shù)據(jù)庫。然后將數(shù)據(jù)庫的響應(yīng)映射到C＃對象。但是，如何完全轉(zhuǎn)換為SQL？

在本文中，您將看到諸如Entity Framework和MongoDB C＃驅(qū)動程序之類的框架如何使用表達(dá)式樹進(jìn)行轉(zhuǎn)換。您將看到如何親自使用表達(dá)式樹來構(gòu)建動態(tài)查詢。這些查詢是您無法在編譯時(shí)創(chuàng)建的查詢，因?yàn)槟鷮⒅涝摬樵儍H在運(yùn)行時(shí)的外觀。

對可查詢樹和表達(dá)式樹進(jìn)行揭秘

考慮以下使用Entity Framework 6的C＃代碼：

DbSet<Student> students = context.Students;
var billie = await students.Where(s => s.StudentName == "Billie").ToListAsync();

執(zhí)行時(shí)，實(shí)體框架會產(chǎn)生以下SQL查詢：

SQL:SELECT
 [Extent1].[StudentID] AS [StudentID],
 [Extent1].[StudentName] AS [StudentName],
 [Extent1].[DateOfBirth] AS [DateOfBirth],
 FROM [dbo].[Students] AS [Extent1]
 WHERE N'Billie' = [Extent1].[StudentName]

請注意，WHERESQL查詢中有一個(gè)操作。那不是很明顯。如果SQL不包含WHERE，則所有學(xué)生都將從數(shù)據(jù)庫中帶走，并且篩選將在.NET進(jìn)程中執(zhí)行。實(shí)際上，以下代碼可以做到這一點(diǎn)：

//BAD:
DbSet<Student> students = context.Students;
Func<Student, bool> predicate = s => s.StudentName == "Billie";
var x = students.Where(predicate).ToList();

在最后一個(gè)示例中，SQL查詢使所有學(xué)生進(jìn)入流程，并將其映射到常規(guī)集合。不同之處在于，在第一段代碼中，lambda是一個(gè)Expression<Func<Student, bool>>，它允許實(shí)體框架將其添加到SQL查詢中。在第二段代碼中，lambda是a Func<Student, bool>，因此將Where執(zhí)行操作符之前的所有操作并將其轉(zhuǎn)換為常規(guī)IEnumerable集合，然后執(zhí)行其余的查詢。

第二段代碼在性能，內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)方面很糟糕。我們從網(wǎng)絡(luò)中獲取了許多對象，而不是僅從數(shù)據(jù)庫中獲取一個(gè)項(xiàng)目。然后，我們使用CPU將它們序列化為C＃對象。并用完內(nèi)存將它們存儲在進(jìn)程的堆中。

因此，讓我們回到第一段代碼。如何await students.Where(s => s.StudentName == "Billie").ToListAsync()產(chǎn)生一個(gè)包含的SQL查詢WHERE N'Billie' = [Extent1].[StudentName]？

答案是表達(dá)樹。該代碼s => s.StudentName == "Billie"實(shí)際上是一個(gè)結(jié)構(gòu)化查詢，可以通過編程將其分解為節(jié)點(diǎn)樹。在此示例中，有6個(gè)節(jié)點(diǎn)。最頂層的節(jié)點(diǎn)是lambda表達(dá)式。左側(cè)是lambda參數(shù)。在它的右邊是Equal表示表達(dá)式的lambda主體。實(shí)體框架具有遍歷這些表達(dá)式樹并構(gòu)造SQL查詢的算法。其他數(shù)據(jù)源提供程序（如Mongo DB C＃驅(qū)動程序）也會發(fā)生同樣的事情，除了它會構(gòu)造一個(gè)MongoDB json查詢。

C＃表達(dá)式樹

在第一段代碼中，類型s => s.StudentName == "Billie"為Expression<Func<Student, bool>>。這表示生成樹的表達(dá)式樹Func<Student, bool>。該Where子句接受這種類型的參數(shù)，因?yàn)閍DbSet<TEntity>實(shí)現(xiàn)了IQueryable<T>接口，這要求它與表達(dá)式樹配合使用。相反，常規(guī)集合（如數(shù)組或a List<T>）IEnumerable意味著它將lambdas => s.StudentName == "Billie"用作常規(guī)函數(shù)。

好的，但是我該如何利用它呢？

在大多數(shù)情況下，使用表達(dá)樹的人們就是在構(gòu)建世界實(shí)體框架的人們。但是在某些特定情況下，它變得非常有用。這是我們最近在Ozcode[1]（我的日常工作）中遇到的一個(gè)用例：

我們想在名為Error的數(shù)據(jù)庫實(shí)體上創(chuàng)建動態(tài)服務(wù)器端過濾。該實(shí)體具有許多屬性，我們希望允許用戶對其進(jìn)行過濾。因此過濾應(yīng)根據(jù)被允許Username，Country，Version，或任何其他財(cái)產(chǎn)。這是我們需要實(shí)現(xiàn)的API：

IQueryable<Error> _errors; 
public IEnumerable<Error> GetErrors(string propertyToFilter, string value){ /*..*/}

在這種情況下，propertyToFilter是的屬性Error。使用常規(guī)的LINQ，唯一的方法就是使用巨大的switch / case語句。有點(diǎn)像這樣：

IQueryable<Error> _errors;

public IEnumerable<Error> GetErrors(string propertyToFilter, string value)
{
 switch (propertyToFilter)
 {
  case "Username":
   return await _errors.Where(e=> e.Username == value).ToListAsync();
  case "Country":
   return await _errors.Where(e=> e.Country == value).ToListAsync();
  case "Version":
   return await _errors.Where(e=> e.Version == value).ToListAsync();
  // ...  
 }
}

您可能會同意這不是理想的選擇。除了必須編寫所有這些東西之外，它還非常容易出現(xiàn)錯誤。如果添加了屬性怎么辦？如果重命名怎么辦？整個(gè)事情一團(tuán)糟。

通過動態(tài)查詢和表達(dá)式樹可以實(shí)現(xiàn)此功能的方法如下：

private async static Task<IEnumerable<Error>> GetErrors(string propertyToFilter, string value)
{
 var error = Expression.Parameter(typeof(Error));
 var memberAccess = Expression.PropertyOrField(error, propertyToFilter);
 var exprRight = Expression.Constant(value);
 var equalExpr = Expression.Equal(memberAccess, exprRight);
 Expression<Func<Error, bool>> lambda = Expression.Lambda<Func<Error, bool>>(equalExpr, error);

 return await _errors.Where(lambda).ToListAsync();
}

這里的每一行代碼代表表達(dá)式樹中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。它們共同構(gòu)成了最高節(jié)點(diǎn)-lambda。然后，可以在LINQ中使用動態(tài)表達(dá)式，并生成服務(wù)器端SQL查詢。我認(rèn)為很好。

解決此問題的另一種方法是構(gòu)建自定義SQL查詢字符串。在Ozcode中，我們使用的是MongoDB，因此SQL不適合使用，但我們可以創(chuàng)建一個(gè)自定義的MongoDB JSON查詢字符串。也不是太難，但是我認(rèn)為表達(dá)式樹方法更加靈活和可靠。一方面，您可以將其放在LINQ中并與其他LINQ運(yùn)算符組合。此外，當(dāng)有諸如Entity Framework之類的經(jīng)過測試的框架可以為您執(zhí)行此操作時(shí)，為什么還要編寫自己的查詢。