基于Expression Lambda表达式树的通用复杂动态查询构建器——《原型篇一》[已开源]

本文主要是介绍基于Expression Lambda表达式树的通用复杂动态查询构建器——《原型篇一》[已开源]，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

续接上编，本篇来讲讲俄罗斯套娃的设计与实现。

首先简单地完善一下前面提到的例子，代码如下：

测试实体类

//测试实体类
public class Table
{
    public int A;
    public int B;
}

独立条件类

//独立条件：
public class Field
{
    public Logical Logical { get; set; }        //与其它条件之间的逻辑关系  
    public Comparer Comparer { get; set; }      //条件比较符 
    public Type DataType { get; set; }          //数据类型
    public string FieldName { get; set; }       //字段名称
    public object QueryValue { get; set; }      //条件值
}

条件组类

//条件组：
public class Block
{
    public Logical Logical { get; set; }      //与其它条件组或独立条件之间的逻辑关系  
    public List<Field> Fields { get; set;}=new List<Field>();
    public List<Block> Blocks { get;set; }=new List<Block>();
}

枚举

//逻辑
public enum Logical
{
    And,
    Or,
}

//比较
public enum Comparer
{
    Equal,
    GreatThan,
    LessThan,
}

接下来,先构建查询条件描述器对象，由于例子代码比较简略，仅用于方便说明设计思路和方法，如果哪位看官直接拿来实用，请先备好洗澡水，以备从坑里爬出来净身之用。

代码简单就不作多说明了，就是添加一个独立条件，两个子组，子组里分别包含两个独立条件，以描述等效于

SQL=(Table1.A<3 OR Table1.A=3) Or (Table1.A>5 And Table1.B=3)) OR Table1.B>5的查询子句。

Block CreaterDescriptor()
{
    //SQL: (Table1.A<3 OR Table1.A=3) Or  (Table1.A>5 And Table1.B=3)) OR Table1.B>5
    var block = new Block() {Logical= Logical.Or};
    block.Fields.AddRange(new[]{new Field(){ Comparer= Comparer.GreatThan, DataType= typeof(int), FieldName="B", Logical= Logical.Or, QueryValue=5}});
    block.Blocks.AddRange(new [] {
        new Block(){
            Logical= Logical.Or,
            Fields=new List<Field>(new Field[]{
                new Field(){ Comparer= Comparer.LessThan, DataType=typeof(int), FieldName="A", QueryValue= 3},
                new Field(){ Comparer= Comparer.Equal, DataType=typeof(int), FieldName="A", Logical= Logical.Or, QueryValue= 3}
            }),
        },
        new Block(){
            Logical= Logical.Or,
            Fields=new List<Field>(new Field[]{
                new Field(){ Comparer= Comparer.GreatThan, DataType=typeof(int), FieldName="A", QueryValue= 5},
                new Field(){ Comparer= Comparer.Equal, DataType=typeof(int), FieldName="B", Logical= Logical.And,QueryValue= 3}
            }), 
        },
    });
    return block;
}

至此,已经拿到查询条件描述对象,知道了需要以什么条件进行查询了,一下步就是如何其转换为查询委托。

先来个手动组装看看上篇的设想能不能行得通。

Expression<Func<Table,bool>>  Manual()
{
    //SQL: (Table1.A<3 OR Table1.A=3) Or  (Table1.A>5 And Table1.B=3)) OR Table1.B>5
    //老套路，先包装
    var Table1 = new Table();
    var p = Expression.Parameter(typeof(Table), "Table1");
    
    //将5、3这两个常量包装成ConstantExpression：
    var num5 = Expression.Constant(5, typeof(int));
    var num3 = Expression.Constant(3, typeof(int));
    
    //将两个属性包装成MemberExpression。
    var a = Expression.PropertyOrField(p, "A");
    var b = Expression.PropertyOrField(p, "B");
    
    //构造Table1.A<3:
    var ltA3 = Expression.LessThan(a, num3);
    //构造Table1.A=3:
    var eqA3 = Expression.Equal(a, num3);
    //构造Table1.A>5:
    var gtA5 = Expression.GreaterThan(a, num5);
    //构造Table1.A=5:
    var eqB3 = Expression.Equal(b, num3);
    //构造Table1.B>5:
    var gtB5 = Expression.GreaterThan(b, num5);
    
    //构造Table1.A<3 OR Table1.A=3
    var expLtA3orEqA3 = Expression.OrElse(ltA3, eqA3);
    //构造Table1.A>5 && Table1.B=3
    var expGtA5andEqB3 = Expression.AndAlso(gtA5, eqB3);
    //构造(Table1.A<3 OR Table1.A=3) Or  (Table1.A>5 And Table1.B=3))
    var expGtA5andEqA3_Or_expLtA3orEqA3=Expression.OrElse(expLtA3orEqA3,expGtA5andEqB3);
    //(Table1.A<3 OR Table1.A=3) Or  (Table1.A>5 And Table1.B=3)) OR Table1.B>5
    var result=Expression.OrElse(expGtA5andEqA3_Or_expLtA3orEqA3,gtB5);
    
    //结果要出来了
    Expression<Func<Table,bool>> lambda=Expression.Lambda<Func<Table,bool>>(result,p);
    return lambda;
}

手动组装好了,来测试验证一下:

//测试方法
void TestLambda(Expression<Func<Table,bool>> lambda)
{
    var list = new List<Table>
        {
            new Table{A=6,B=2},
            new Table{A=5,B=6},
            new Table{A=2,B=3}
        }
    ;
    var my = list.Where(t => lambda.Compile()(t)).ToArray();
    var linq = list.Where(t => ((t.A < 3 || t.A == 3) || (t.A > 5 && t.B == 3)) || t.B > 5).ToArray();
    Debug.Assert(my.Length == linq.Length);
    for (var i = 0; i < my.Length; i++)
    {
        Debug.Assert(my[i] == linq[i]);
    }
    Console.WriteLine("Test_Ok");
}

//运行测试
void Main()
{
    var lambda=Manual();
    TestLambda(lambda );    
}

经过上机运行，结果正确，OK！

但是，问题来了，这手动组装并不简单，稍不留神就容易写错，如果真这么用，就是浪费表情了。那么有没有自动的，不需要人工干预的方法？必须有，否则本系列文章还有什么可写的呢？

具体看下面代码，就不太过啰嗦的解释了，简单说明一下思路，拿到一个多层嵌套的条件组之后，先对直接的独立条件进行LambdaExpression逐个组装，串联起来，再逐个组装子条件组也串联起来，最后把独立条件和子组串联起来，如果子组里还有子组，进行逐层递归：

Expression<Func<T,bool>>  CreaterQueryExpression<T>(Block block)
{
    var param=Expression.Parameter(typeof(T),typeof(T).Name);
    return Expression.Lambda<Func<T,bool>>(CreateBlockExpr(block),param);
    
    Expression CreateFieldExpr(List<Field> fields)
    {
        var lastExp=default(Expression);
        foreach (var f in fields)
        {
            var member=Expression.PropertyOrField(param, f.FieldName);
            var value=Expression.Constant(f.QueryValue);
            var exp=f.Comparer switch
            {
                Comparer.GreatThan=>Expression.GreaterThan(member,value),
                Comparer.LessThan=>Expression.LessThan(member,value),
                _=> Expression.Equal(member,value),
            };
            if (lastExp != default(Expression))
            {
                 exp= f.Logical switch
                {
                    Logical.Or => Expression.OrElse(lastExp,exp),
                    _=>Expression.AndAlso(lastExp,exp),
                };
            }
            lastExp=exp;
        }
        return lastExp;
    }
    
    Expression CreateBlockExpr(Block block)
    {
        var lastExp=default(Expression);
        var exp=CreateFieldExpr(block.Fields);
        foreach (var sub in block.Blocks)
        {
            var subExp = CreateBlockExpr(sub);
            if (lastExp != default && subExp!=default)
            {
                subExp = sub.Logical switch
                {
                    Logical.Or => Expression.OrElse(lastExp, subExp),
                    _ => Expression.AndAlso(lastExp, subExp),
                };
            }
            lastExp=subExp;
        }
        if (lastExp != default && exp!=default)
        {
            exp= block.Logical switch
            {
                Logical.Or => Expression.OrElse(exp, lastExp),
                _ => Expression.AndAlso(exp, lastExp),
            };
        }
        return exp;
    }
        
}

好，委托已经拿到。是否能正确实现查询意图呢？来测试一下：

// 运行测试
void Main()
{
    var lambda=CreaterQueryExpression<Table>(CreaterDescriptor());
    TestLambda(lambda);
}

经上机运行，结果OK！

至此,初步的原型实现已经完成.
接下来要做什么呢,是正式编码开战呢，还是思考一下，有什么应用场景，有什么优缺点，如果有缺点能不能克服？如果正式开战可能会遇到些什么问题或困难，要如何解决？
敬请等下回分解，随手点个赞呗。

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