由浅入深表达式树（三）
由浅入深表达式树（完结篇）重磅打造
一个多月之后，由浅入深表达式系列的最后一篇终于要问世了。想对所有关注的朋友说声：“对不起，我来晚了！” 希望最后一篇的内容对得起这一个月时间的等待。在学习完表达式树的创建和遍历之后，我们要利用它的特性来写一个我们自己的Linq Provider。人家都有Linq to Amazon为什么我们不能有Linq to cnblogs呢？今天我们就来一步一步的打造自己的Linq Provider,文章未尾已附上源码下载地址。如果对于表达式树的创建和遍历还是熟悉的话，建议先看前面两篇：
创建表达式树 http://www.cnblogs.com/jesse2013/p/expressiontree-part1.html
遍历表达式树 http://www.cnblogs.com/jesse2013/p/expressiontree-part2.html
更新：之前没有描述清楚本篇博客的意图，导致很多朋友的误解表示抱歉。本系列重在理解表达式目录树，以及Linq Provider。最后一篇是Linq Provider的实现，之所有会写这么多的代码去做一件简单的事（拉取博客园首页文章列表）完全是为了有一个生动的例子去展示如何实现自己的Linq Provider。和我们项目中的三层架构，或者直接序列化到本地是没有可比性的。
当然，表达式目录树以及Linq Provider的强大也远非这个小小的Demo能体现得了的，如果你真正知道Linq Provider和表达式树目录树是什么，用来干什么的，也许你就能明白本篇博客的意图了。如果不了解的，建议读完前面两篇之后再做评论。因为你在自己不理解的情况下就直接去评论其它的领域，你就失去了一个了解它的机会。:)
实现目标
我们实现的目标就像Linq to SQL一样，可以用Linq查询语句来查询数据，我们这里面的数据用到了博客园官方的Service去查询到最新的发布到首页的博客信息。看下面的代码：
var provider = new CnblogsQueryProvider();
var queryable = new Query<Post>(provider);
var query =
from p in queryable
where p.Diggs >= 10 &&
p.Comments > 10 &&
p.Views > 10 &&
p.Comments < 20
select p;
var list = query.ToList();
作为实时访问远程的Service，我们还应该具体以下几点要求：
- 延迟加载，即到最后使用的时候才真正的去请求数据
- 只返回需要的数据，不能把所有的数据全下载过来再到本地过滤，那就没有意义了
最后实现的结果：
数据准备
根据博客园公开的API显示，获取首页文章列表非常容易，大家可以点下面的URL来体检一把。我们最后给的参数是100000，当然真实返回肯定是没有那么多的，我们是希望把能够取回来的都取回来。
http://wcf.open.cnblogs.com/blog/sitehome/recent/100000
点击完上面的URL之后呢，问题就来了，它只有一个参数。我并不能传给它查询条件，比如说根据标题来搜索，或者根据评论数，浏览量来过滤。难道我的计划就此要泡汤了么，刚开始我很不开心，为什么博客园就不能提供灵活一点的Service呢？但是事实就是这样，咋是程序员呀，需求摆在这，怎么着还得实现是不？没有办法，我给它封装了一层。在它的基础上做了一个自己的Service。
封装博客园Service
我们如何在博客园公开Service的基础上加一层实现条件查询呢？主要思路是这样的：
- 为文章建立实体类（Post)
- 将博客园Service返回的数据解析成Post的集合，我们可以加上自己的缓存机制，可以采用1分钟才到博客园取一次数据
- 把我们上面创建的post集合当作数据库，建立查询Service
我们首先要做的就是为博客园的博客建立实体类。
public class Post
{
// Id
public int Id { get; set; }
// 标题
public string Title { get; set; }
// 发布时间
public DateTime Published { get; set; }
// 推荐数据
public int Diggs { get; set; }
// 访问人数
public int Views { get; set; }
// 评论数据
public int Comments { get; set; }
// 作者
public string Author { get; set; }
// 博客链接
public string Href { get; set; }
// 摘要
public string Summary { get; set; }
}
接着，我们要将博客园返回给我们的XML数据转换成我们要的post集合，所以我们要用到Linq to XML。
_list = new List<CnblogsLinqProvider.Post>();
var document = XDocument.Load(
"http://wcf.open.cnblogs.com/blog/sitehome/recent/100000"
);
var elements = document.Root.Elements();
var result = from entry in elements
where entry.HasElements == true
select new CnblogsLinqProvider.Post
{
Id = Convert.ToInt32(entry.Elements()
.SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "id").Value),
Title = entry.Elements()
.SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "title").Value,
Published = Convert.ToDateTime(entry.Elements()
.SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "published").Value),
Diggs = Convert.ToInt32(entry.Elements()
.SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "diggs").Value),
Views = Convert.ToInt32(entry.Elements()
.SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "views").Value),
Comments = Convert.ToInt32(entry.Elements()
.SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "comments").Value),
Summary = entry.Elements()
.SingleOrDefault(x=>x.Name.LocalName=="summary").Value,
Href = entry.Elements()
.SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "link")
.Attribute("href").Value,
Author = entry.Elements()
.SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "author")
.Elements()
.SingleOrDefault(x => x.Name.LocalName == "name").Value
};
_list.AddRange(result);
然后就到了我们的查询了，实际上我们有了IEnumrable<Post>的数据就可以直接在本地用Linq去查询它了。但是这不是我们想要的，因为我们上面的步骤是把所有的数据一次性全部下载下来了，而不是根据我们的需求返回数据。另外我们这里面是在博客园Service的基础上做一层封装，实现通过Url直接查询首页的文章。为什么要通过Url来查询？因为我们最后会通过我们自己的LinqProvider将Linq查询语句直接翻译成Url这样就能够实现远程的返回数据了。来看看我们对Url参数的定义：
- 标题中包括模式的文章：http://linqtocnblogs.cloudapp.net?Title=模式
- 访问人数大于5并且评论大于10的文章 http://linqtocnblogs.cloudapp.net?MinViews=5&MinComments=10
利用JsonResult 返回json数据来创建我们的Service
作为Service，我们返回Json或者XML格式的数据都是可以的。当然实现这个需求的方法有很多种，我们这里面有选了一种最简单方便又比较适合我们需求方式。不需要WCF Service也不需要Web API，直接用MVC里面的Action返回JsonResult就可以了。
[HttpGet]
public JsonResult Index(SearchCriteria criteria = null)
{
var result = PostManager.Posts;
if (criteria != null)
{
if (!string.IsNullOrEmpty(criteria.Title))
result = result.Where(
p => p.Title.IndexOf(criteria.Title, StringComparison.OrdinalIgnoreCase) >= 0);
if (!string.IsNullOrEmpty(criteria.Author))
result = result.Where(p => p.Author.IndexOf(criteria.Author, StringComparison.OrdinalIgnoreCase) >= 0);
if (criteria.Start.HasValue)
result = result.Where(p => p.Published >= criteria.Start.Value);
if (criteria.End.HasValue)
result = result.Where(p => p.Published <= criteria.End.Value);
if (criteria.MinComments > 0)
result = result.Where(p => p.Comments >= criteria.MinComments);
if (criteria.MinDiggs > 0)
result = result.Where(p => p.Diggs >= criteria.MinDiggs);
if (criteria.MinViews > 0)
result = result.Where(p => p.Diggs >= criteria.MinViews);
if (criteria.MaxComments > 0)
result = result.Where(p => p.Comments <= criteria.MaxComments);
if (criteria.MaxDiggs > 0)
result = result.Where(p => p.Diggs <= criteria.MaxDiggs);
if (criteria.MaxViews > 0)
result = result.Where(p => p.Diggs <= criteria.MaxViews);
}
return Json(result, JsonRequestBehavior.AllowGet);
}
利用Action来做这种Service还有一个好处就是我们不需要一个一个的声明查询参数，只需要把所有的参数放到一个model中就可以了。剩下的事就交给Model Binder吧。
public class SearchCriteria
{
public string Title { get; set; }
public string Author { get; set; }
public DateTime? Start { get; set; }
public DateTime? End { get; set; }
public int MinDiggs { get; set; }
public int MaxDiggs { get; set; }
public int MinViews { get; set; }
public int MaxViews { get; set; }
public int MinComments { get; set; }
public int MaxComments { get; set; }
}
如果大家想更熟悉这个Service的功能，可以参考上面的参数自己去体验一下(用IE会直接下载.json的文件，用Chrom是可以直接在浏览器里面看数据的)。但是我没有做任何安全性的措施，希望大侠高抬贵手，别把网站整挂了就行。
认识IQueryable和IQueryProvider接口
有了上面的Service之后，我们要做的事情就简单多了，但是在我们真正开始动手写自己的Linq Provider之前，先来看看IQueryable和IQueryProvider这两个重要的接口。
IQueryable
IQueryable本身并没有包含多少的东西，它只有三个属性：
- ElementType 代表当然这个Query所对应的类型
- Expression 包含了我们当然Query所执行的所有查询或者是其它的操作
- IQueryProvider则是负责处理上面的Expression的实现
更为重要的是，在IQueryable这个接口之上，.net为我们提供了很多的扩展方法：
我们平常用到的Where,Select,Max,Any都包括在其中，具体的方法大家可以到System.Linq.Queryable这个静态类下去看。大家注意一下，传给Where方法的正是我们现在学习的Expression。
在另外一个很重要的接口IEnumrable下，也有着同样的扩展方法：
这些扩展方法来自System.Linq.Enumrable这个静态类下。我们可以看到两组扩展方法的不同之处在于IQueryable下传入的Expression类型，而IEnumrable下传入的是委托。这样做的用意是什么呢？您请接着往下看。
IQueryProvider
我们上面讲到了Enumrable和Queryable这两个静态类下的扩展方法，对于Enumrable下的扩展方法来说他们传入的是委托，对于委托而言直接执行就可以了。
public static IEnumerable<T> Where<T>(this IEnumerable<T> list, Func<T, bool> predicate)
{
var result = new List<T>();
foreach (var element in list)
{
// 调用委托是验证这个元素是否符合条件
if(predicate(element))
result.Add(element);
}
return result;
}
上面的代码给大家作一个参考，相信不难理解，所以Enumrable下的静态方法都是操作本地数据的。而对于Queryable下的静态方法而言，他们接收的是表达式，还记得表达式的最大特征吗？可以在运行时去遍历解释然后执行，那么这样就可以将表达式转换成各种其它的方式去获取数据，伟大的Linq to SQL就是这么实现的。而这背后的大功臣就是我们的Linq Provider了，而IQueryProvider就是LinqProvider的接口。
IQueryProvider只有两个操作，CreateQuery和Execute分别有泛型版本和非泛型版本。 CreatQuery用于构造一个IQueryable<T>的对象，这个类其实没有任何实现，只是继承了IQueryable和IEnumrable接口。主要用于计算指定表达式目录树所表示的查询，返回的结果是一个可枚举的类型。 而Execute会执行指定表达式目录树所表示的查询，返回指定的结果。所有的内幕就在这个Execute方法里面，拿我们要进行的Linq to cnblogs方法来举例，我们将把传入的表达式目录树翻译成一个URL就是指向我们封装好的Service的URL，通过发起web request到这个URL，拿到response进行解析，最终得到我们所要的数据，这就是我们Linq to cnblogs的思路。
Linq to cnblogs的实现
有了前面的数据准备和一些实现的大致思路以后，我们就可以着手开始实现我们的CnblogsQueryProvider了。我们的思路大致是这样的：
- 实现自己的ExpressionVisitor类去访问表达式目录数，将其翻译成可以访问Service的Url
- 调用WebRequest去访问这个Url
- 将上面返回的Response解析成我们要的对象
实现PostExpressionVisitor
关于表达式树的访问，我们在第二篇中已经有了比较详细的介绍。如果对于表达式树的遍历不清楚的，可以去第二篇《遍历表达式》中查阅。在这里，我们创建一个我们自己的ExpressionVisitor类，去遍历表达式树。我们暂时只需要生成一个SearchCriteria(我们上面已经定义好了，对于查询条件建的模)对象即可。
1 public class PostExpressionVisitor
2 {
3 private SearchCriteria _criteria;
4
5 // 入口方法
6 public SearchCriteria ProcessExpression(Expression expression)
7 {
8 _criteria = new SearchCriteria();
9 VisitExpression(expression);
10 return _criteria;
11 }
12
13 private void VisitExpression(Expression expression)
14 {
15 switch (expression.NodeType)
16 {
17 // 访问 &&
18 case ExpressionType.AndAlso:
19 VisitAndAlso((BinaryExpression)expression);
20 break;
21 // 访问 等于
22 case ExpressionType.Equal:
23 VisitEqual((BinaryExpression)expression);
24 break;
25 // 访问 小于和小于等于
26 case ExpressionType.LessThan:
27 case ExpressionType.LessThanOrEqual:
28 VisitLessThanOrEqual((BinaryExpression)expression);
29 break;
30 // 访问大于和大于等于
31 case ExpressionType.GreaterThan:
32 case ExpressionType.GreaterThanOrEqual:
33 GreaterThanOrEqual((BinaryExpression)expression);
34 break;
35 // 访问调用方法，主要有于解析Contains方法，我们的Title会用到
36 case ExpressionType.Call:
37 VisitMethodCall((MethodCallExpression)expression);
38 break;
39 // 访问Lambda表达式
40 case ExpressionType.Lambda:
41 VisitExpression(((LambdaExpression)expression).Body);
42 break;
43 }
44 }
45
46 // 访问 &&
47 private void VisitAndAlso(BinaryExpression andAlso)
48 {
49 VisitExpression(andAlso.Left);
50 VisitExpression(andAlso.Right);
51 }
52
53 // 访问 等于
54 private void VisitEqual(BinaryExpression expression)
55 {
56 // 我们这里面只处理在Author上的等于操作
57 // Views, Comments, 和 Diggs 我们都是用的大于等于，或者小于等于
58 if ((expression.Left.NodeType == ExpressionType.MemberAccess) &&
59 (((MemberExpression)expression.Left).Member.Name == "Author"))
60 {
61 if (expression.Right.NodeType == ExpressionType.Constant)
62 _criteria.Author =
63 (String