如何使用表达式树安全地访问可为空对象的路径？

Question

当我反序列化 XML 结果为 xsd 生成的对象树并想在该树 a.b.c.d.e.f 中使用一些深层对象时，如果有任何节点，它会给我异常缺少该查询路径。

if(a.b.c.d.e.f != null)
    Console.Write("ok");

我想避免像这样检查每个级别的空值：

if(a != null)
if(a.b != null)
if(a.b.c != null)
if(a.b.c.d != null)
if(a.b.c.d.e != null)
if(a.b.c.d.e.f != null)
    Console.Write("ok");

第一个解决方案是实现允许这样做的 Get 扩展方法：

if(a.Get(o=>o.b).Get(o=>o.c).Get(o=>o.d).Get(o=>o.e).Get(o=>o.f) != null)
    Console.Write("ok");

第二种解决方案是实现 Get(string) 扩展方法并使用反射来获得如下所示的结果：

if(a.Get("b.c.d.e.f") != null)
    Console.Write("ok");

第三个解决方案，可以是实现 ExpandoObject 并使用动态类型来获得如下所示的结果：

dynamic da = new SafeExpando(a);
if(da.b.c.d.e.f != null)
    Console.Write("ok");

但是最后两个解决方案没有提供强类型和 IntelliSense 的好处。

我认为最好的可能是第四种可以用表达式树实现的解决方案：

if(Get(a.b.c.d.e.f) != null)
    Console.Write("ok");

或

if(a.Get(a=>a.b.c.d.e.f) != null)
    Console.Write("ok");

我已经实施了第一个和第二个解决方案。

这是第一个解决方案的样子：

[DebuggerStepThrough]
public static To Get<From,To>(this From @this, Func<From,To> get)
{
    var ret = default(To);
    if(@this != null && !@this.Equals(default(From)))
        ret = get(@this);

    if(ret == null && typeof(To).IsArray)
        ret = (To)Activator.CreateInstance(typeof(To), 0);

    return ret;
}

如果可能，如何实施第 4 种解决方案？

如果可能的话，看看如何实施第三个解决方案也很有趣。

Answer 1

因此，起点是创建一个表达式访问者。这让我们可以找到特定表达式中的所有成员访问。这给我们留下了一个问题，即如何为每个成员访问做些什么。

所以第一件事就是递归访问成员被访问的表达式。从那里，我们可以使用 Expression.Condition 创建一个条件块，将处理过的基础表达式与 null 进行比较，如果为真，则 returns null 为原始起始表达式没有。

请注意，我们需要为成员和方法调用提供实现，但每个过程基本相同。

我们还将添加一个检查，以便底层表达式的 null （也就是说，没有实例并且它是静态成员）或者如果它是不可空类型，我们只是使用基本行为。

public class MemberNullPropogationVisitor : ExpressionVisitor
{
    protected override Expression VisitMember(MemberExpression node)
    {
        if (node.Expression == null || !IsNullable(node.Expression.Type))
            return base.VisitMember(node);

        var expression = base.Visit(node.Expression);
        var nullBaseExpression = Expression.Constant(null, expression.Type);
        var test = Expression.Equal(expression, nullBaseExpression);
        var memberAccess = Expression.MakeMemberAccess(expression, node.Member);
        var nullMemberExpression = Expression.Constant(null, node.Type);
        return Expression.Condition(test, nullMemberExpression, node);
    }

    protected override Expression VisitMethodCall(MethodCallExpression node)
    {
        if (node.Object == null || !IsNullable(node.Object.Type))
            return base.VisitMethodCall(node);

        var expression = base.Visit(node.Object);
        var nullBaseExpression = Expression.Constant(null, expression.Type);
        var test = Expression.Equal(expression, nullBaseExpression);
        var memberAccess = Expression.Call(expression, node.Method);
        var nullMemberExpression = Expression.Constant(null, MakeNullable(node.Type));
        return Expression.Condition(test, nullMemberExpression, node);
    }

    private static Type MakeNullable(Type type)
    {
        if (IsNullable(type))
            return type;

        return typeof(Nullable<>).MakeGenericType(type);
    }

    private static bool IsNullable(Type type)
    {
        if (type.IsClass)
            return true;
        return type.IsGenericType &&
            type.GetGenericTypeDefinition() == typeof(Nullable<>);
    }
}

然后我们可以创建一个扩展方法以使其更容易调用：

public static Expression PropogateNull(this Expression expression)
{
    return new MemberNullPropogationVisitor().Visit(expression);
}

以及接受 lambda 而不是任何表达式，并且可以 return 编译委托的人：

public static Func<T> PropogateNull<T>(this Expression<Func<T>> expression)
{
    var defaultValue = Expression.Constant(default(T));
    var body = expression.Body.PropogateNull();
    if (body.Type != typeof(T))
        body = Expression.Coalesce(body, defaultValue);
    return Expression.Lambda<Func<T>>(body, expression.Parameters)
        .Compile();
}

请注意，为了支持被访问成员解析为不可空值的情况，我们正在更改这些表达式的类型以使用 MakeNullable 将它们提升为可空值。这是这个最终表达式的问题，因为它需要是 Func<T>，如果 T 没有被提升，它也不会匹配。因此，尽管它非常不理想（理想情况下，您永远不会使用不可为 null 的 T 调用此方法，但在 C# 中没有支持此方法的好方法）我们使用默认值合并最终值那种类型，如果需要的话。

（您可以简单地修改它以接受接受参数的 lambda，并传入一个值，但您也可以轻松地关闭该参数，所以我认为没有真正的理由这样做。）

还值得指出的是，在 C# 6.0 中，当它实际发布时，我们将有一个实际的 null 传播运算符 (?.)，这使得所有这些都变得非常不必要。你将能够写：

if(a?.b?.c?.d?.e?.f != null)
    Console.Write("ok");

并且完全符合您要查找的语义。

如何使用表达式树安全地访问可为空对象的路径？

How to use Expression Tree to safely access path of nullable objects?

c#

tree

lambda

path

expression-trees