Как составить выражения Linq? т.е. Func <Exp <Func <X, Y >>, Exp <Func <Y, Z >>, Exp <Func <X, Z >>>

Question

Я создаю класс Validator<T>. Я пытаюсь реализовать методы расширения Linq SelectMany, чтобы мой валидатор мог составлять выражения с помощью запроса Linq и проверять окончательный результат даже при изменении базовых значений.

Следующий тестовый код демонстрирует мои намерения.

var a = 2;
var b = 3;

var va = Validator.Create(() => a, n => n >= 0 && n < 5);
var vb = Validator.Create(() => b, n => n >= 0 && n < 5);

var vc = from ia in va
         from ib in vb
         select ia + ib;

Debug.Assert(vc.Value == a + b); //2 + 3
Debug.Assert(vc.Value == 5);

Debug.Assert(vc.IsValid == true);

a = 7;

Debug.Assert(vc.Value == a + b); //7 + 3
Debug.Assert(vc.Value == 10);

Debug.Assert(va.IsValid == false);
Debug.Assert(vb.IsValid == true);
Debug.Assert(vc.IsValid == false);

Я видел следующий вопрос Как мне составить существующие выражения Linq , который показывает мне, как составлять два Func<T, bool> вместе, используя выражение And, но мне нужно уметь сочинять функции более, ну, функционально.

У меня есть, например, два следующих выражения:

public Expression<Func<T>> ValueExpression { get; private set; }
public Expression<Func<T, bool>> ValidationExpression { get; private set; }

Я хочу создать новое выражение, подобное этому:

    public Expression<Func<bool>> IsValidExpression
    {
        get
        {
            // TODO: Compose expressions rather than compile & invoke.
        }
    }

Более кратко я пытаюсь создать эти функции:

// Specific case
Func<Expression<Func<T>>, Expression<Func<T, bool>>, Expression<Func<bool>>>
// General case
Func<Expression<Func<X, Y>>, Expression<Func<Y, Z>>, Expression<Func<X, Z>>>

Общая функция case может быть изменена так, чтобы она принимала различное число универсальных аргументов, необходимое для создания любой функции.

Я искал переполнение стека (конечно) и в Интернете, но у меня нет примера, который решает эту проблему.

Мой код для класса Validator<T> указан ниже.

public class Validator<T>
{
    public Validator(Expression<Func<T>> valueFunc,
        Expression<Func<T, bool>> validationFunc)
    {
        this.ValueExpression = valueFunc;
        this.ValidationExpression = validationFunc;
    }

    public Expression<Func<T>> ValueExpression { get; private set; }
    public Expression<Func<T, bool>> ValidationExpression { get; private set; }

    public T Value { get { return this.ValueExpression.Compile().Invoke(); } }

    public bool IsValid { get { return this.IsValidExpression.Compile().Invoke(); } }

    public Expression<Func<bool>> IsValidExpression
    {
        get
        {
            // TODO: Compose expressions.
        }
    }
}

Мои SelectMany расширения содержат множество отвратительных .Compile().Invoke(), от которых я хочу избавиться.

public static Validator<U> SelectMany<T, U>(this Validator<T> @this, Expression<Func<T, Validator<U>>> k)
{
    Expression<Func<T>> fvtv = @this.ValueExpression;
    Expression<Func<Validator<U>>> fvu = () => k.Compile().Invoke(fvtv.Compile().Invoke());
    Expression<Func<U>> fvuv = fvu.Compile().Invoke().ValueExpression;
    Expression<Func<U, bool>> fvtiv = u => @this.ValidationExpression.Compile().Invoke(fvtv.Compile().Invoke());
    return fvuv.ToValidator(fvtiv);
}

public static Validator<V> SelectMany<T, U, V>(this Validator<T> @this, Expression<Func<T, Validator<U>>> k, Expression<Func<T, U, V>> s)
{
    Expression<Func<Validator<U>>> fvu = () => @this.SelectMany(k);
    Expression<Func<T>> fvtv = @this.ValueExpression;
    Expression<Func<U>> fvuv = fvu.Compile().Invoke().ValueExpression;
    Expression<Func<T, bool>> fvtiv = @this.ValidationExpression;
    Expression<Func<U, bool>> fvuiv = u => fvu.Compile().Invoke().ValidationExpression.Compile().Invoke(u);
    Expression<Func<V>> fvv = () => s.Compile().Invoke(fvtv.Compile().Invoke(), fvuv.Compile().Invoke());
    Expression<Func<V, bool>> fvviv = v => fvtiv.Compile().Invoke(fvtv.Compile().Invoke()) && fvuiv.Compile().Invoke(fvuv.Compile().Invoke());
    return fvv.ToValidator(fvviv);
}

Заранее спасибо!

Answer 1

Эквивалент состава функции Хаскелла оператор

(.) :: (b->c) -> (a->b) -> (a->c)
f . g = \ x -> f (g x)

будет в C #, вероятно, что-то вроде

static Expression<Func<A, C>> Compose<A, B, C>(
    Expression<Func<B, C>> f,
    Expression<Func<A, B>> g)
{
    var x = Expression.Parameter(typeof(A));
    return Expression.Lambda<Func<A, C>>(
        Expression.Invoke(f, Expression.Invoke(g, x)), x);
}

Это то, что вы ищете?

Пример:

Compose<int, int, string>(y => y.ToString(), x => x + 1).Compile()(10); // "11"

Answer 2

Хотя ответ dtb работает для нескольких сценариев, он неоптимален, поскольку такое выражение нельзя использовать в Entity Framework, поскольку он не может обрабатывать Invoke вызовы. К сожалению, чтобы избежать этих вызовов, требуется намного больше кода, включая новый ExpressionVisitor производный класс:

static Expression<Func<A, C>> Compose<A, B, C>(Expression<Func<B, C>> f,
                                               Expression<Func<A, B>> g)
{
    var ex = ReplaceExpressions(f.Body, f.Parameters[0], g.Body);

    return Expression.Lambda<Func<A, C>>(ex, g.Parameters[0]);
}

static TExpr ReplaceExpressions<TExpr>(TExpr expression,
                                       Expression orig,
                                       Expression replacement)
    where TExpr : Expression 
{
    var replacer = new ExpressionReplacer(orig, replacement);

    return replacer.VisitAndConvert(expression, nameof(ReplaceExpressions));
}

private class ExpressionReplacer : ExpressionVisitor
{
    private readonly Expression From;
    private readonly Expression To;

    public ExpressionReplacer(Expression from, Expression to)
    {
        From = from;
        To = to;
    }

    public override Expression Visit(Expression node)
    {
        return node == From ? To : base.Visit(node);
    }
}

Это заменяет каждый экземпляр первого параметра в первом выражении выражением во втором выражении. Итак, такой звонок:

Compose((Class1 c) => c.StringProperty, (Class2 c2) => c2.Class1Property

Получит выражение (Class2 c2) => c2.Class1Property.StringProperty.