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C#循环与循环控制的表达式树实现

2024-04-02 19:04:59 366人浏览 泡泡鱼
摘要

C# 提供了以下几种循环类型。 循环类型描述while 循环当给定条件为真时,重复语句或语句组。它会在执行循环主体之前测试条件。for/foreach 循环多次执行一个语句序列,简化

C# 提供了以下几种循环类型。

循环类型描述
while 循环当给定条件为真时,重复语句或语句组。它会在执行循环主体之前测试条件。
for/foreach 循环多次执行一个语句序列,简化管理循环变量的代码。
do...while 循环除了它是在循环主体结尾测试条件外,其他与 while 语句类似。
嵌套循环您可以在 while、for 或 do..while 循环内使用一个或多个循环。

当然,还有以下用于控制循环的语句

控制语句描述
break 语句终止 loop 或 switch 语句,程序流将继续执行紧接着 loop 或 switch 的下一条语句。
continue 语句引起循环跳过主体的剩余部分,立即重新开始测试条件。

LabelTarget

LabelTarget 是用于创建循环标记的。

无论是 for 还是 while ,平时编写循环时,都需要有跳出循环的判断,有时需要某个参数自增自减并且作为判断依据。

C# 表达式树里面是没有专门表示 for /while 的,里面只有一个 Loop。看一下Loop 生成的表达式树

.Lambda #Lambda1<System.Func`1[System.Int32]>() {
    .Block(System.Int32 $x) {
        $x = 0;
        .Loop  {
            .If ($x < 10) {
                $x++
            } .Else {
                .Break #Label1 { $x }
            }
        }
        .LabelTarget #Label1:
    }
}

要实现循环控制,有 break,contauine 两种 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,要实现循环控制,必须要使用 LabelTarget,不然就无限循环了。

要理解 LabelTarget ,最好的方法是动手做。

for / while 循环

Expression.Loop 用于创建循环,包括 for 和 while,定义如下

        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);

表达式树里面的循环,只有 Loop,无 for / while 的区别。

那么,我们来一步步理解 Loop 循环和 LabelTarget;

无限循环

                while (true)
                {
                    Console.WriteLine("无限循环");
                }

那么,对应的 Loop 重载是这种

public static LoopExpression Loop(Expression body)

使用表达式树编写

            BlockExpression _block = Expression.Block(
                new ParameterExpression[] { },
                Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }),Expression.Constant("无限循环") )
            );

            LoopExpression _loop = Expression.Loop(_block);

            Expression<Action> lambda = Expression.Lambda<Action>(_loop);
            lambda.Compile()();

最简单的循环

如果我想用表达式树做到如下最简单的循环,怎么写?

            while (true)
            {
                Console.WriteLine("我被执行一次就结束循环了");
                break;
            }

表达式树编写

            LabelTarget _break = Expression.Label();

            BlockExpression _block = Expression.Block(
               new ParameterExpression[] { },
               Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("我被执行一次就结束循环了")), Expression.Break(_break));
            LoopExpression _loop = Expression.Loop(_block, _break);

            Expression<Action> lambda = Expression.Lambda<Action>(_loop);
            lambda.Compile()();

            Console.ReadKey();

生成的表达式树

.Lambda #Lambda1<System.Action>() {
    .Loop  {
        .Block() {
            .Call System.Console.WriteLine("我被执行一次就结束循环了");
            .Break #Label1 { }
        }
    }
    .LabelTarget #Label1:
}

首先要明确,Expression.Label() 里面可以为空,它是一种标记,不参与传递参数,不参与运算。有参无参,前后保持一致即可。

但是上面的循环只有一次,你可以将上面的标签改成这样试试 LabelTarget _break = Expression.Label(typeof(int));,原因后面找。

还有, Expression.Label() 变量需要一致,否则无法跳出。

试试一下代码

            BlockExpression _block = Expression.Block(
               new ParameterExpression[] { },
               Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("我被执行一次就结束循环了")), Expression.Break(Expression.Label()));
            LoopExpression _loop = Expression.Loop(_block, Expression.Label());

            Expression<Action> lambda = Expression.Lambda<Action>(_loop);
            lambda.Compile()();

            Console.ReadKey();

里面用到了 Expression.Block(),Block() 是块,即{}。

如果 Block() 是在最外层,那么相当于是函数;如果是内嵌,相当于{};

但不是真的这样。。。表达式树里面不是完全按照 C# 的语法来还原操作的。

对于 Block() 的使用,多加实践即可。

多次循环

写一个循环十次的循环语句

            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++;
            }

使用表达式树编写

            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();

生成的表达式树如下

.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:
}

试试将 Expression.Break(_break, a) 改成 Expression.Break(_break)。看看报什么错。。。

解决方法是,上面的标记也改成 LabelTarget _break = Expression.Label();

就跟你写代码写注释一样,里面的东西是为了让别人看代码是容易理解。

有些同学纠结于 Expression.Label(有参或无参);Expression.Break(_break, a) 与 Expression.Break(_break),只要看看最终生成的表达式树就清楚了。

break 和 continue 一起

C# 循环代码如下

            int i = 0;
            while (true)
            {
                if (i < 10)
                {
                    if (i % 2 == 0)
                    {
                        Console.Write("i是偶数:");
                        Console.WriteLine(i);
                        i++;
                        continue;
                    }
                    Console.WriteLine("其他任务 --");
                    Console.WriteLine("其他任务 --");
                }
                else break;
                i++;
            }

使用 C# 表达式树编写(笔者将步骤详细拆分了,所以代码比较长)

            ParameterExpression a = Expression.Variable(typeof(int), "a");

            LabelTarget _break = Expression.Label();
            LabelTarget _continue = Expression.Label();

            //        if (i % 2 == 0)
            //        {
            //            Console.Write("i是偶数:");
            //            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是偶数:")),
                    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是偶数:");
            //            Console.WriteLine(i);
            //            i++;
            //            continue;
            //        }
            //        Console.WriteLine("其他任务 --");
            //        Console.WriteLine("其他任务 --");
            BlockExpression block1 = Expression.Block(
                new ParameterExpression[] { },
                _if,
                Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("其他任务 --")),
                Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("其他任务 --"))
                );

            //    if (i < 10)
            //    {
            //        if (i % 2 == 0)
            //        {
            //            Console.Write("i是偶数:");
            //            Console.WriteLine(i);
            //            i++;
            //            continue;
            //        }
            //        Console.WriteLine("其他任务 --");
            //        Console.WriteLine("其他任务 --");
            //    }
            //    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是偶数:");
            //            Console.WriteLine(i);
            //            i++;
            //            continue;
            //        }
            //        Console.WriteLine("其他任务 --");
            //        Console.WriteLine("其他任务 --");
            //    }
            //    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();

生成的表达式树如下

.Lambda #Lambda1<System.Action`1[System.Int32]>(System.Int32 $a) {
    .Loop .LabelTarget #Label1: {
        .Block() {
            .If ($a < 10) {
                .Block() {
                    .If (
                        $a % 2 == 0
                    ) {
                        .Block() {
                            .Call System.Console.Write("i是偶数:");
                            .Call System.Console.WriteLine($a);
                            $a++;
                            .Continue #Label1 { }
                        }
                    } .Else {
                        .Default(System.Void)
                    };
                    .Call System.Console.WriteLine("其他任务 --");
                    .Call System.Console.WriteLine("其他任务 --")
                }
            } .Else {
                .Break #Label2 { }
            };
            $a++
        }
    }
    .LabelTarget #Label2:
}

为了便于理解,上面的代码拆分了很多步。

来个简化版本

            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是偶数:")),
                                    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("其他任务 --")),
                            Expression.Call(null, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }), Expression.Constant("其他任务 --"))
                            ),
                        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 有所区别。

当标签实例化都是 Expression.Label() 时,

Expression.Break(label);
Expression.Continu(label);

区别在于 continu 只能用 Expression.Label()。

Break 可以这样

LabelTarget label = Expression.Label ( typeof ( int ) );
ParameterExpression a = Expression.Variable(typeof(int), "a");

Expression.Break ( label , a ) 

 以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持编程网。

--结束END--

本文标题: C#循环与循环控制的表达式树实现

本文链接: https://www.lsjlt.com/news/162827.html(转载时请注明来源链接)

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    99+
    2024-04-02
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    99+
    2024-04-02
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    入口条件循环:while循环 在执行多次循环之前之就已经决定是否执行循环 代码格式: while(关系表达式) 语句 //可以是以分号结尾的简...
    99+
    2024-04-02
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    99+
    2024-04-02
  • JavaScript正则表达式exec/g如何实现多次循环
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    2024-04-02
  • C语言循环控制入门介绍
    目录循环控制:for 循环while 循环do while 循环switch casebreak:continue:break continue 区别:总结循环控制: for 循环 ...
    99+
    2024-04-02
  • python流程控制-条件与循环-pyt
    1.条件语句: 形式: if 判断语句 : 执行语句1 elif 判断语句2: 执行语句2 elif 判断语句3: 执行语句3 #... else: 执行语句4 占位符 pass 意义: if(如果) ...
    99+
    2023-01-31
    流程 条件 python
  • C语言用循环单链表实现约瑟夫环
    用循环单链表实现约瑟夫环(c语言),供大家参考,具体内容如下 源代码如下,采用Dev编译通过,成功运行,默认数到三出局。 主函数: main.c文件 #include <s...
    99+
    2024-04-02
  • 深入浅析Java中的条件控制与循环控制
    今天就跟大家聊聊有关深入浅析Java中的条件控制与循环控制,可能很多人都不太了解,为了让大家更加了解,小编给大家总结了以下内容,希望大家根据这篇文章可以有所收获。条件控制语句:1. if-else语句if(条件1){代码块1;}else i...
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    2023-05-31
    java 循环控制 条件控制
  • 3 C语言 流程控制 循环 跳转
    3 C语言 流程控制 循环 跳转选择: if switch循环   while,do while ,for ,嵌套 跳转 break goto continue 学习目标u掌握选择结构语句u掌握循环结构语句前面的章节一直在介绍C语言的基本语...
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    2023-01-31
    跳转 流程 语言
  • 详解C语言中for循环与while循环的用法
    目录一、单层for循环二、for循环与if选择的嵌套三、多层for循环的嵌套四、while循环五、总结一、单层for循环 引例:C语言实现求1到10的和(用for循环实现) #inc...
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    2024-04-02
  • C语言怎么实现循环双链表
    这篇文章主要介绍“C语言怎么实现循环双链表”,在日常操作中,相信很多人在C语言怎么实现循环双链表问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答”C语言怎么实现循环双链表”的疑惑有所帮助!接下来,请跟着小编一起来...
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    2023-06-25
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    2023-06-20
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    本文实例为大家分享了js实现列表循环滚动的具体代码,供大家参考,具体内容如下 先介绍几个属性 clientHeight 元素的高度clientTop 元素顶部边框的宽度scrollT...
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    2024-04-02
  • C++实现转置矩阵的循环
    目录前言一、思路分析二、代码实现1.转置矩阵函数2.调用函数实现转置矩阵总结前言 矩阵的转置主要考查我们对循环的使用,通过简单的循环结构,我们可以很方便的完成矩阵的转置。 一、思路...
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    2024-04-02
  • C#怎么实现无限循环
    本篇内容主要讲解“C#怎么实现无限循环”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“C#怎么实现无限循环”吧!循环控制语句循环控制语句更改执行的正常序列。当执行离开一个范围时,所有在该范围中创建...
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    2023-06-17
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