表示式樹練習實踐：C# 迴圈與迴圈控制
阿新 • • 發佈：2019-09-20
目錄
- 表示式樹練習實踐：C# 迴圈
- LabelTarget
- for / while 迴圈
- 無限迴圈
- 最簡單的迴圈
- 多次迴圈
- break 和 continue 一起
表示式樹練習實踐：C# 迴圈
C# 提供了以下幾種迴圈型別。
| 迴圈型別 | 描述 |
|---|---|
| while 迴圈 | 當給定條件為真時，重複語句或語句組。它會在執行迴圈主體之前測試條件。 |
| for/foreach 迴圈 | 多次執行一個語句序列，簡化管理迴圈變數的程式碼。 |
| do...while 迴圈 | 除了它是在迴圈主體結尾測試條件外，其他與 while 語句類似。 |
| 巢狀迴圈 | 您可以在 while、for 或 do..while 迴圈內使用一個或多個迴圈。 |
當然，還有以下用於控制迴圈的語句
| 控制語句 | 描述 |
|---|---|
| break 語句 | 終止 loop 或 switch 語句，程式流將繼續執行緊接著 loop 或 switch 的下一條語句。 |
| continue 語句 | 引起迴圈跳過主體的剩餘部分，立即重新開始測試條件。 |
LabelTarget
LabelTarget 是用於建立迴圈標記的。
無論是 for 還是 while ，平時編寫迴圈時，都需要有跳出迴圈的判斷，有時需要某個引數自增自減並且作為判斷依據。
C# 表示式樹裡面是沒有專門表示 for /while 的，裡面只有一個 Loop。看一下Loop 生成的表示式樹
.Lambda #Lambda1<System.Func`1[System.Int32]>() { .Block(System.Int32 $x) { $x = 0; .Loop { .If ($x < 10) { $x++ } .Else { .Break #Label1 { $x } } } .LabelTarget #Label1: } }
要實現迴圈控制，有 break，contauine 兩種 Expression：
public static GotoExpression Break(LabelTarget target, Type type);
public static GotoExpression Break(LabelTarget target, Expression value);
public static GotoExpression Break(LabelTarget target);
public static GotoExpression Break(LabelTarget target, Expression value, Type type); public static GotoExpression Continue(LabelTarget target, Type type);
public static GotoExpression Continue(LabelTarget target);所以，要實現迴圈控制，必須要使用 LabelTarget，不然就無限迴圈了。
要理解 LabelTarget ，最好的方法是動手做。
for / while 迴圈
Expression.Loop 用於建立迴圈，包括 for 和 while，定義如下
public static LoopExpression Loop(Expression body, LabelTarget @break, LabelTarget @continue);
System.Linq.Expressions.LoopExpression.
public static LoopExpression Loop(Expression body);
public static LoopExpression Loop(Expression body, LabelTarget @break);表示式樹裡面的迴圈，只有 Loop，無 for / while 的區別。
那麼，我們來一步步理解 Loop 迴圈和 LabelTarget；
無限迴圈
while (true)
{
Console.WriteLine("無限迴圈");
}那麼，對應的 Loop 過載是這種
public static LoopExpression Loop(Expression body)使用表示式樹編寫
BlockExpression _block = Expression.Block(
new ParameterExpression[] { },
Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }),Expression.Constant("無限迴圈") )
);
LoopExpression _loop = Expression.Loop(_block);
Expression<Action> lambda = Expression.Lambda<Action>(_loop);
lambda.Compile()();最簡單的迴圈
如果我想用表示式樹做到如下最簡單的迴圈，怎麼寫？
while (true)
{
Console.WriteLine("我被執行一次就結束迴圈了");
break;
}表示式樹編寫
LabelTarget _break = Expression.Label();
BlockExpression _block = Expression.Block(
new ParameterExpression[] { },
Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("我被執行一次就結束迴圈了")), Expression.Break(_break));
LoopExpression _loop = Expression.Loop(_block, _break);
Expression<Action> lambda = Expression.Lambda<Action>(_loop);
lambda.Compile()();
Console.ReadKey();生成的表示式樹
.Lambda #Lambda1<System.Action>() {
.Loop {
.Block() {
.Call System.Console.WriteLine("我被執行一次就結束迴圈了");
.Break #Label1 { }
}
}
.LabelTarget #Label1:
}首先要明確，Expression.Label() 裡面可以為空，它是一種標記，不參與傳遞引數，不參與運算。有參無參，前後保持一致即可。
但是上面的迴圈只有一次，你可以將上面的標籤改成這樣試試 LabelTarget _break = Expression.Label(typeof(int));，原因後面找。
還有， Expression.Label() 變數需要一致，否則無法跳出。
試試一下程式碼
BlockExpression _block = Expression.Block(
new ParameterExpression[] { },
Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("我被執行一次就結束迴圈了")), Expression.Break(Expression.Label()));
LoopExpression _loop = Expression.Loop(_block, Expression.Label());
Expression<Action> lambda = Expression.Lambda<Action>(_loop);
lambda.Compile()();
Console.ReadKey();裡面用到了 Expression.Block()，Block() 是塊，即{}。
如果 Block() 是在最外層，那麼相當於是函式；如果是內嵌，相當於{}；
但不是真的這樣。。。表示式樹裡面不是完全按照 C# 的語法來還原操作的。
對於 Block() 的使用，多加實踐即可。
多次迴圈
寫一個迴圈十次的迴圈語句
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
if (i < 10)
{
Console.WriteLine(i);
}
else
break;
}或者使用 while 表示
int i = 0;
while (true)
{
if (i < 10)
{
Console.WriteLine(i);
}
else
break;
i++;
}使用表示式樹編寫
LabelTarget _break = Expression.Label(typeof(int));
ParameterExpression a = Expression.Variable(typeof(int), "a");
BlockExpression _block = Expression.Block(new ParameterExpression[] { },
Expression.IfThenElse
(
Expression.LessThan(a, Expression.Constant(10)),
Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(int) }), a),
Expression.Break(_break, a)
),
Expression.PostIncrementAssign(a) // a++
);
LoopExpression _loop = Expression.Loop(_block, _break);
Expression<Action<int>> lambda = Expression.Lambda<Action<int>>(_loop, a);
lambda.Compile()(0);
Console.ReadKey();生成的表示式樹如下
.Lambda #Lambda1<System.Action`1[System.Int32]>(System.Int32 $a) {
.Loop {
.Block() {
.If ($a < 10) {
.Call System.Console.WriteLine($a)
} .Else {
.Break #Label1 { $a }
};
$a++
}
}
.LabelTarget #Label1:
}試試將 Expression.Break(_break, a) 改成 Expression.Break(_break)。看看報什麼錯。。。
解決方法是，上面的標記也改成 LabelTarget _break = Expression.Label();。
就跟你寫程式碼寫註釋一樣，裡面的東西是為了讓別人看程式碼是容易理解。
有些同學糾結於 Expression.Label(有參或無參);，Expression.Break(_break, a) 與 Expression.Break(_break)，只要看看最終生成的表示式樹就清楚了。
break 和 continue 一起
C# 迴圈程式碼如下
int i = 0;
while (true)
{
if (i < 10)
{
if (i % 2 == 0)
{
Console.Write("i是偶數:");
Console.WriteLine(i);
i++;
continue;
}
Console.WriteLine("其他任務 --");
Console.WriteLine("其他任務 --");
}
else break;
i++;
}使用 C# 表示式樹編寫(筆者將步驟詳細拆分了，所以程式碼比較長)
ParameterExpression a = Expression.Variable(typeof(int), "a");
LabelTarget _break = Expression.Label();
LabelTarget _continue = Expression.Label();
// if (i % 2 == 0)
// {
// Console.Write("i是偶數:");
// Console.WriteLine(i);
// i++;
// continue;
// }
ConditionalExpression _if = Expression.IfThen(
Expression.Equal(Expression.Modulo(a, Expression.Constant(2)), Expression.Constant(0)),
Expression.Block(
new ParameterExpression[] { },
Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("Write", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("i是偶數:")),
Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(int) }), a),
Expression.PostIncrementAssign(a),
Expression.Continue(_continue)
)
);
// if (i % 2 == 0)
// {
// Console.Write("i是偶數:");
// Console.WriteLine(i);
// i++;
// continue;
// }
// Console.WriteLine("其他任務 --");
// Console.WriteLine("其他任務 --");
BlockExpression block1 = Expression.Block(
new ParameterExpression[] { },
_if,
Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("其他任務 --")),
Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("其他任務 --"))
);
// if (i < 10)
// {
// if (i % 2 == 0)
// {
// Console.Write("i是偶數:");
// Console.WriteLine(i);
// i++;
// continue;
// }
// Console.WriteLine("其他任務 --");
// Console.WriteLine("其他任務 --");
// }
// else break;
ConditionalExpression if_else = Expression.IfThenElse(
Expression.LessThan(a, Expression.Constant(10)),
block1,
Expression.Break(_break)
);
// if (i < 10)
// {
// if (i % 2 == 0)
// {
// Console.Write("i是偶數:");
// Console.WriteLine(i);
// i++;
// continue;
// }
// Console.WriteLine("其他任務 --");
// Console.WriteLine("其他任務 --");
// }
// else break;
// i++ ;
BlockExpression block2 = Expression.Block(
new ParameterExpression[] { },
if_else,
Expression.PostIncrementAssign(a)
);
// while(true)
LoopExpression loop = Expression.Loop(block2, _break, _continue);
Expression<Action<int>> lambda = Expression.Lambda<Action<int>>(loop, a);
lambda.Compile()(0);
Console.ReadKey();生成的表示式樹如下
.Lambda #Lambda1<System.Action`1[System.Int32]>(System.Int32 $a) {
.Loop .LabelTarget #Label1: {
.Block() {
.If ($a < 10) {
.Block() {
.If (
$a % 2 == 0
) {
.Block() {
.Call System.Console.Write("i是偶數:");
.Call System.Console.WriteLine($a);
$a++;
.Continue #Label1 { }
}
} .Else {
.Default(System.Void)
};
.Call System.Console.WriteLine("其他任務 --");
.Call System.Console.WriteLine("其他任務 --")
}
} .Else {
.Break #Label2 { }
};
$a++
}
}
.LabelTarget #Label2:
}為了便於理解，上面的程式碼拆分了很多步。
來個簡化版本
ParameterExpression a = Expression.Variable(typeof(int), "a");
LabelTarget _break = Expression.Label();
LabelTarget _continue = Expression.Label();
LoopExpression loop = Expression.Loop(
Expression.Block(
new ParameterExpression[] { },
Expression.IfThenElse(
Expression.LessThan(a, Expression.Constant(10)),
Expression.Block(
new ParameterExpression[] { },
Expression.IfThen(
Expression.Equal(Expression.Modulo(a, Expression.Constant(2)), Expression.Constant(0)),
Expression.Block(
new ParameterExpression[] { },
Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("Write", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("i是偶數:")),
Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(int) }), a),
Expression.PostIncrementAssign(a),
Expression.Continue(_continue)
)
),
Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("其他任務 --")),
Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("其他任務 --"))
),
Expression.Break(_break)
),
Expression.PostIncrementAssign(a)
),
_break,
_continue
);
Expression<Action<int>> lambda = Expression.Lambda<Action<int>>(loop, a);
lambda.Compile()(0);
Console.ReadKey();需要注意的是，Expression.Break Expression.Continue 有所區別。
當標籤例項化都是 Expression.Label() 時，
Expression.Break(label);
Expression.Continu(label);區別在於 continu 只能用 Expression.Label()。
Break 可以這樣
LabelTarget label = Expression.Label ( typeof ( int ) );
ParameterExpression a = Expression.Variable(typeof(int), "a");
Expression.Break ( label , a )