深入理解C#表达式树（从编译到执行的完整指南）

为什么需要表达式树？

表达式树广泛应用于：

• LINQ to SQL / Entity Framework：将C#查询转换为SQL语句
• C#动态代码生成：在运行时创建可执行方法
• 规则引擎、公式解析器等场景

第一步：创建一个简单的表达式树

我们先手动构建一个表达式：(x + y) * 2

using System;using System.Linq.Expressions;class Program{    static void Main()    {        // 定义参数 x 和 y        ParameterExpression paramX = Expression.Parameter(typeof(int), "x");        ParameterExpression paramY = Expression.Parameter(typeof(int), "y");        // 构建 x + y        BinaryExpression addExpr = Expression.Add(paramX, paramY);        // 构建 (x + y) * 2        ConstantExpression two = Expression.Constant(2);        BinaryExpression multiplyExpr = Expression.Multiply(addExpr, two);        // 创建 Lambda 表达式：(x, y) => (x + y) * 2        Expression<Func<int, int, int>> lambda =            Expression.Lambda<Func<int, int, int>>(multiplyExpr, paramX, paramY);        Console.WriteLine("表达式树：" + lambda);    }}

运行这段代码，你会看到输出：(x, y) => ((x + y) * 2)。这说明我们成功构建了一个表达式树！

第二步：编译表达式树

构建好的表达式树还不能直接执行。我们需要调用 .Compile() 方法将其编译为可执行的委托。这就是表达式树编译的核心步骤。

// 在上一段代码末尾继续添加：Func<int, int, int> compiledFunc = lambda.Compile();// 现在可以像普通方法一样调用它int result = compiledFunc(3, 4); // 结果是 14Console.WriteLine("执行结果：" + result);

通过 Compile()，表达式树被转换为高效的IL代码，可以直接调用，性能接近原生方法。

第三步：动态执行表达式

现在你已经掌握了Expression Tree执行的基本流程。我们可以进一步封装，实现更灵活的动态计算：

public static Func<int, int, int> CreateCalculator(string operation){    ParameterExpression x = Expression.Parameter(typeof(int), "x");    ParameterExpression y = Expression.Parameter(typeof(int), "y");    BinaryExpression body = operation switch    {        "add" => Expression.Add(x, y),        "sub" => Expression.Subtract(x, y),        "mul" => Expression.Multiply(x, y),        "div" => Expression.Divide(x, y),        _ => throw new ArgumentException("不支持的操作")    };    return Expression.Lambda<Func<int, int, int>>(body, x, y).Compile();}// 使用示例var adder = CreateCalculator("add");Console.WriteLine(adder(10, 5)); // 输出 15

性能与注意事项

虽然表达式树功能强大，但要注意：

• Compile() 是一个相对昂贵的操作，建议缓存编译后的委托
• 表达式树无法表示所有C#语法（如循环、try-catch等）
• 适用于C#动态代码生成场景，但不要滥用

总结

通过本文，你已经学会了如何在C#中：

1. 手动构建表达式树
2. 使用 Compile() 实现表达式树编译
3. 调用编译结果完成Expression Tree执行
4. 应用这些知识实现C#动态代码生成

掌握表达式树，能让你的C#程序更加灵活和智能。赶快动手试试吧！

关键词回顾：C#表达式树、表达式树编译、Expression Tree执行、C#动态代码生成