将表达式与运算符&&结合

Question

将表达式与运算符&&结合

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我有一个类，它的工作方式有点像Linq To Sql的Where子句。

它从表达式树中构建操作序列。

表达式树是一个Expression<Func<bool>>（即一个没有参数且返回布尔值的lambda表达式）。

conditionBuilder.BuildCondition(() => x != 3 && y != 5);

这个类对于像上面例子中的normal表达式可以正常工作，但现在我需要将多个表达式组合起来。

我已经添加了And、Or等方法，例如：

var exp1 = () => x != 3;
var exp2 = () => y != 5;
var exp = ConditionBuilder.And(exp1, exp2);

当组合多个表达式时，它会变得复杂。

我想这样写：

var exp = exp1 && exp2;

但由于我不能直接重载运算符&&，因此需要找到其他解决方案。棘手的部分是，位运算的结果操作没有布尔运算符重载。即exp1&exp2的结果是int而不是bool。(我可以通过添加!=0来解决这个问题)

所以我的问题现在是：

如果我让运算符&成为逻辑表达式(即AndAlso)，那么会不会令人困惑？
如果我重载&&/true/false，则运算符&&将起作用，但这也将创建一个隐式布尔转换。我知道在C++中应该避免隐式布尔转换，但我不确定它在C#中有何影响。此外，覆盖的true和false是否应该评估表达式？(即if(exp1)应该做什么?)

编辑： 我已经有了这样的可工作代码：

public class ConditionBuilder
{
    private readonly Expression<Func<bool>> _filter;

    public ConditionBuilder(Expression<Func<bool>> filter) {
        _filter = filter;
    }

    public static ConditionBuilder And(ConditionBuilder left, ConditionBuilder right) {
        return new ConditionBuilder(Expression.Lambda<Func<bool>>(Expression.AndAlso(left._filter.Body, right._filter.Body)));
    }

    public static ConditionBuilder Or(ConditionBuilder left, ConditionBuilder right) {
        return new ConditionBuilder(Expression.Lambda<Func<bool>>(Expression.OrElse(left._filter.Body, right._filter.Body)));
    }
}

编辑2：澄清问题。

这些表达式会被转换成另一种格式。例如，() => ConditionBuilder.IntField(123) == 5 被转换为 @123 EQ 5（实际格式可能不同，但你可以理解）。

问题是另一种格式没有按位运算符的布尔重载。这意味着 () => true & false 被转换为 True BITAND False，这不是一个有效的表达式，因为它返回一个整数而不是布尔值。

如果我重载 & 来表示 AndAlso

exp1 & exp2

这是一个有效的表达式，但是

() => x != 3 & y != 5

不是。

我的第二个问题是，C#中是否存在像C++中一样的隐式转换到布尔类型会导致问题。

- adrianm

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考虑到表达式库本身具有 And、Or 等功能，我会对选择运算符重载持谨慎态度，尽管其在使用时更加简洁。你提到“当组合多个表达式时会变得复杂”，但运算符重载的等效方法在创建和调试时肯定会更加困难，不是吗？ - AakashM

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Chris Chilvers · Accepted Answer

我会重载&运算符。这并不会引起困惑，因为&根据上下文可以是逻辑或位运算。

要重载&运算符，您需要使用一个包装类（例如ConditionBuilder）来重载您的运算符。

您可以在真正的运算符的文档中看到一个完整的示例，包括重载&运算符，链接为http://msdn.microsoft.com/en-us/library/6x6y6z4d.aspx。

使用ConditionBuilder的简单示例，以演示如何重载&运算符。

void Main ()
{
    int x = 1;
    int y = 1;

    var exp1 = new ConditionBuilder (() => x != 3);
    var exp2 = new ConditionBuilder (() => y != 5);
    var exp3 = exp1 & exp2;

    Console.WriteLine (exp3.Execute ());
}

public class ConditionBuilder
{
    private readonly Expression<Func<bool>> _filter;

    public ConditionBuilder(Expression<Func<bool>> filter) {
        _filter = filter;
    }

    public bool Execute() {
        return _filter.Compile()();
    }

    public static ConditionBuilder And(ConditionBuilder left, ConditionBuilder right) {
        return new ConditionBuilder(Expression.Lambda<Func<bool>>(Expression.AndAlso(left._filter.Body, right._filter.Body)));
    }

    public static ConditionBuilder Or(ConditionBuilder left, ConditionBuilder right) {
        return new ConditionBuilder(Expression.Lambda<Func<bool>>(Expression.OrElse(left._filter.Body, right._filter.Body)));
    }

    public static ConditionBuilder operator & (ConditionBuilder left, ConditionBuilder right) {
        // Note this could confuse users for the problem discussed below.
        // Consider using Expression.And instead of AndAlso
        return ConditionBuilder.And(left, right);
    }

    public static ConditionBuilder operator | (ConditionBuilder left, ConditionBuilder right) {
        // Note this could confuse users for the problem discussed below.
        // Consider using Expression.Or instead of OrElse
        return ConditionBuilder.Or(left, right);
    }
}

当使用短路运算符 (AndAlso, OrElse) 与 & 和 | 进行配对时要小心，例如给定 Foo() & Bar()，如果 Foo 返回 false，则大多数用户都不会预期 Bar 将不会被调用。

替代方案

将 ConditionBuilder 的 And/Or 方法更改为实例成员，并仅将右侧作为参数传递。

public ConditionBuilder And(ConditionBuilder right) {
    return new ConditionBuilder(Expression.Lambda<Func<bool>>(Expression.AndAlso(_filter.Body, right._filter.Body)));
}

这将产生类似于var exp3 = exp1.And(exp2);的语法，比原始语法更加整洁，并且能够合理地链接exp1.And(exp2).And(exp3)。

在混合使用And/Or时，您需要特别小心，因为 exp1.Or(exp2).And(exp3) 会得到 (exp1 | exp2) & exp3 而不是 exp1 | (exp2 & exp3)。这可以通过显式括号来避免，例如：(exp1.Or(exp2)).And(exp3) vs exp1.Or(exp2.And(exp3))

&&支持存在的问题

要支持&&，您需要在ConditionBuilder中支持true和false运算符，这意味着需要编译和执行表达式。

public static bool operator true (ConditionBuilder left) {
    return left.Execute();
}

public static bool operator false (ConditionBuilder left) {
    return !left.Execute();
}

当使用LinqPAD测试时，var exp3 = exp1 && exp2的结果并不理想。

必须立即执行exp1以解决短路问题。
当exp1为真时，得到的表达式等价于：
var exp3 = () => x != 3 && y != 5
当exp1为假时，得到的表达式等价于：
var exp3 = () => x != 3