Expression Tree实践之通用Parse方法------"让CLR帮我写代码"

　　近来特别关注了Expression Tree 这个c#3.0以来的新特性之一。也尝试着寻找和使用它的最佳实践，通过阅读学习博客园内几位大牛写的相关文章，也算是入门了。它可以说功能强大，或许会让你意外的惊叹，比如：为什么之前有linq to everywhere的趋势，为什么可以linq to entity等。它使得我们可以动态的创建代码（匿名函数），而不是在编译时就硬编码这些代码。

 

　　下面就通过一个简单的需求，来一步一步分析重构，最终得到一个较好的实现吧。

　　题目：比如有这样一个字符串（“1,2,3,4,5”或者"1.1#2.2#3.3#4.0#5.1"），需要将它按照分隔符转换成一个数组存储。该如何做呢？

第一个版本：

public static int[] ToIntArray(this string input, string splitString)
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(splitString))
            {
                throw new ArgumentNullException("splitString");
            }

            int[] result = new int[0];
            if (string.IsNullOrEmpty(input))
            {
                return result;
            }
            string[] source = Regex.Split(input, splitString, RegexOptions.IgnoreCase);

            if (source != null && source.Length > 0)
            {
                result = Array.ConvertAll<string, int>(source, p => int.Parse(p));
            }
            return result;
        }

上面代码可以实现上面题目的需求，如：

string source = "1,2,3,4,5";
int[] result = source.ToIntArray(",");

　　那么如果需要将这样的字符串“1.1#2.2#3.3#4.0#5.1”转换成double[]数组呢？哦，你通过观察可以知道，把上面代码copy一份，修改方法名为ToDoubleArray.并且将所有是int的地方换成double，那么相应的result = Array.ConvertAll<string, int>(source, p => int.Parse(p));换成result = Array.ConvertAll<string,double>(source, p => double.Parse(p));ok，这样也完成了。似乎没什么问题，可有同学就会发现，如果随着转换为目标数组的类型变化时候，我们就要多写一个方法（比如：转换为数组float[],decimal[],bool[]等），而且int,double,float,....这样的类型或许会写不完，比如自定义struct类型。那么可不可以写一个通用的方法呢？有同学或许想到了泛型方法，将目标类型作为参数传递进去，那么我们就来尝试写一写，如下：

public static T[] ToArray<T>(this string input, string splitString); 将方法体中所以用到具体类型的地方都换成T，当改写到这句时候，result = Array.ConvertAll<string, T>(source, p => T.Parse(p));似乎出现问题，T.Parse（p）这里，T是泛型类型参数，它里面是否有静态方法Parse呢？这里无法得知，失败。该怎么办呢？想一想，有同学就想到了用反射。可以动态调用Parse方法，恩，如下：

MethodInfo mi = typeof(T).GetMethod("Parse", new Type[] { typeof(string) });
result = Array.ConvertAll<string, T>(source, p => (T)mi.Invoke(null, new object[] { p }));

　　可是随着字符串数组长度的增加，每个字符串元素都Invoke，然后再unboxing,才得到结果，性能会低下。有没有优化的办法呢？大家想想办法吧^_^

通过观察，我们发现执行转换的地方即int.Parse(p),或者double.Parse（p）这里是变化点，我们可以把这块逻辑由外部传入，用内置泛型委托Func<string,T>作为参数，

改泛型方法改变为：public static T[] ToArray<T>(this string input, string splitString,Func<string,T> parse)；其中内部转换部分为：result = Array.ConvertAll<string, T>(source, p => parse(p));

调用代码：

int[] result = "1,2,3,4,5".ToArray<int>(",", p => int.Parse(p));

　　我们将每个元素的转换逻辑，通过委托由外部传递。这里使用Lambda Expression作为匿名函数传递给Func委托参数。可以顺利通过，这样以来多了一步，需要调用者传递转换逻辑，而该方法既然是将一个字符串转换一个数组，转换方法可以使用Parse方法，或许没必要再传递一次int.Parse，再说所有的内置值类型都有Parse吧，我们是否可以都使用Parse方法呢？为了提供封装更好的API，我们希望像上面那个反射版本一样，不需要传递额外处理逻辑。但又需要较好的性能，该怎么做呢？能否动态构造Func<string,int>或者Func<string,double>,.....总之，当我们调用ToArray<int>（）时,我们就能得到Func<string,int>这样的匿名函数p=>int.Parse(p)呢？就是说变化点是p=>int.Parse(p)这块，能否动态创建这样的代码呢？yes，当Expression Tree 是一个Lambda Expression时，我们可以调用它的Compile方法，得到一个委托对象。

下面就来得到一个Func<string,T>类型的委托对象。

/// <summary>
        /// 为值类型提供Parse方法的动态委托生成
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        class ParseBuilder<T> where T:struct
        {
            private static readonly Func<string, T> s_Parse;
            static ParseBuilder()
            {
                ParameterExpression pExp = Expression.Parameter(typeof(string), "p");
                MethodInfo miParse=typeof(T).GetMethod("Parse",new Type[]{typeof(string)});
                MethodCallExpression mcExp = Expression.Call(null, miParse, pExp);
                Expression<Func<string,T>> exp=Expression.Lambda<Func<string, T>>((Expression)mcExp, pExp);

                s_Parse = exp.Compile();
            }
            public static T Parse(string input)
            {
                return s_Parse(input);
            }
        }

注：上面的Parse之前实现为静态属性，感觉不妥，原因：1、当vs智能感知时候，显示为属性，一般不会认为是一个委托调用。2、一般一个操作应该表现为方法。所以此处改为静态方法。

　　在这里就不一一展开了，可以将上面代码作为一个内部类，它实现在运行时根据具体目标类型动态创建委托（Func<string,int>，Func<string,double>...），得到这样的委托后，直接调用就可以执行转换了。woo,It's cool!让CLR帮我们写这个委托，太酷啦！

　　上面会为每种T缓存一份委托，因为是static readonly Func<string, T>，初始化放在静态构造函数里面，所以每种类型只会运行一次，所以性能有保证。这个不是我想出来的，是看到老赵在InfoQ上写的一篇文章（表达式即编译器），从中学习到了很多，非常感谢！还有其他前辈写的Expression Tree的相关文章，下次整理后，放出来，也非常感谢你们！

下面给出完整实现，请参考。

public static T[] ToArray<T>(this string input, string splitString) where T : struct
        {
            T[] result = new T[0];

            if (string.IsNullOrEmpty(splitString))
            {
                throw new ArgumentNullException("splitString");
            }

            if (string.IsNullOrEmpty(input))
            {
                return result;
            }
            string[] source = Regex.Split(input, splitString, RegexOptions.IgnoreCase);

            if (source != null && source.Length > 0)
            {
                result = Array.ConvertAll<string, T>(source, s => ParseBuilder<T>.Parse(s));
                //result = source.Select(p=>ParseBuilder<T>.Parse(p)).ToArray();
            }

            return result;
        }

 

下篇，我准备实现一个通用的model相等性比较器（两个实体的所有可读属性相等即为相等）。如：

/// <summary>
/// 通用model的逻辑上相等性比较器
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
public class GenericEqualityComparer<T>:IEqualityComparer<T>

那么像IEnumerable.Distinct()就可以过滤逻辑上相同的model了，其中也用到Expression Tree的动态生成委托，你也可以尝试先写一写把。

 

 

如果您有任何建议和想法，请留言，我们一起讨论，共同进步！谢谢！