是否可以解释 C# 表达式树以发出 JavaScript？

Question

例如，如果您有这样的表达式：

Expression<Func<int, int>> fn = x => x * x;

是否有任何东西可以遍历表达式树并生成它？

"function(x) { return x * x; }"

Answer 1

C# 编译器已经为您解析了该表达式；剩下的就是遍历表达式树并生成代码。可以递归地遍历树，并且可以通过检查每个节点的类型来处理它（Expression 有多个子类，表示例如函数、运算符和成员查找）。每种类型的处理程序可以生成适当的代码并遍历节点的子节点（根据其表达式类型，这些代码将在不同的属性中可用）。例如，可以通过首先输出“function(”，后跟参数名称，后跟“) {”来处理函数节点。然后，可以递归地处理正文，最后输出“}”。

Answer 2

一些人开发了开源库来寻求解决这个问题。我一直在研究的是Linq2CodeDom，它将表达式转换为CodeDom图，然后可以将其编译为JavaScript 只要代码兼容即可。

Script# 利用原始 C# 源代码和编译后的程序集，而不是表达式树。

我对 Linq2CodeDom 进行了一些小的编辑，以将 JScript 添加为受支持的语言 — 本质上只是添加对 Microsoft.JScript 的引用、更新枚举，并在GenerateCode 中添加一个案例。下面是转换表达式的代码：

var c = new CodeDomGenerator();
c.AddNamespace("Example")
    .AddClass("Container")
    .AddMethod(
        MemberAttributes.Public | MemberAttributes.Static,
        (int x) => "Square",
        Emit.@return<int, int>(x => x * x)
    );
Console.WriteLine(c.GenerateCode(CodeDomGenerator.Language.JScript));

下面是结果：

package Example
{
    public class Container
    {
        public static function Square(x : int)
        {
            return (x * x);
        }
    }
}

方法签名反映了 JScript 更强类型的本质。最好使用 Linq2CodeDom 生成 C#，然后将其传递给 Script# 以将其转换为 JavaScript。我相信第一个答案是最正确的，但正如您通过查看 Linq2CodeDom 源代码所看到的，在处理每种情况以正确生成代码方面需要付出很多努力。

Answer 3

这可能并不容易，但是，是的，这绝对可行。像 Entity Framework 或 Linq to SQL 这样的 ORM 可以将 Linq 查询转换为 SQL，但实际上您可以从表达式树中生成任何您想要的内容...

您应该实现一个 ExpressionVisitor 来分析和转换表达式。

---

编辑：这是一个适用于您的示例的非常基本的实现：

Expression<Func<int, int>> fn = x => x * x;
var visitor = new JsExpressionVisitor();
visitor.Visit(fn);
Console.WriteLine(visitor.JavaScriptCode);

...

class JsExpressionVisitor : ExpressionVisitor
{
    private readonly StringBuilder _builder;

    public JsExpressionVisitor()
    {
        _builder = new StringBuilder();
    }

    public string JavaScriptCode
    {
        get { return _builder.ToString(); }
    }

    public override Expression Visit(Expression node)
    {
        _builder.Clear();
        return base.Visit(node);
    }

    protected override Expression VisitParameter(ParameterExpression node)
    {
        _builder.Append(node.Name);
        base.VisitParameter(node);
        return node;
    }

    protected override Expression VisitBinary(BinaryExpression node)
    {
        base.Visit(node.Left);
        _builder.Append(GetOperator(node.NodeType));
        base.Visit(node.Right);
        return node;
    }

    protected override Expression VisitLambda<T>(Expression<T> node)
    {
        _builder.Append("function(");
        for (int i = 0; i < node.Parameters.Count; i++)
        {
            if (i > 0)
                _builder.Append(", ");
            _builder.Append(node.Parameters[i].Name);
        }
        _builder.Append(") {");
        if (node.Body.Type != typeof(void))
        {
            _builder.Append("return ");
        }
        base.Visit(node.Body);
        _builder.Append("; }");
        return node;
    }

    private static string GetOperator(ExpressionType nodeType)
    {
        switch (nodeType)
        {
            case ExpressionType.Add:
                return " + ";
            case ExpressionType.Multiply:
                return " * ";
            case ExpressionType.Subtract:
                return " - ";
            case ExpressionType.Divide:
                return " / ";
            case ExpressionType.Assign:
                return " = ";
            case ExpressionType.Equal:
                return " == ";
            case ExpressionType.NotEqual:
                return " != ";

            // TODO: Add other operators...
        }
        throw new NotImplementedException("Operator not implemented");
    }
}

它仅使用单个指令处理 lambda，但无论如何 C# 编译器无法为块 lambda 生成表达式树。

当然，还有很多工作要做，这是一个非常小的实现...您可能需要添加方法调用 (VisitMethodCall)、属性和字段访问 (VisitMember) 等

Answer 4

Microsoft 内部开发人员使用 Script# 来执行此操作。

Answer 5

看一下 Lambda2Js，这是一个由 Miguel Angelo 就是为了这个目的。

它向任何表达式添加了一个CompileToJavascript扩展方法。

示例 1：

Expression<Func<MyClass, object>> expr = x => x.PhonesByName["Miguel"].DDD == 32 | x.Phones.Length != 1;
var js = expr.CompileToJavascript();
Assert.AreEqual("PhonesByName[\"Miguel\"].DDD==32|Phones.length!=1", js);

示例 2：

Expression<Func<MyClass, object>> expr = x => x.Phones.FirstOrDefault(p => p.DDD > 10);
var js = expr.CompileToJavascript();
Assert.AreEqual("System.Linq.Enumerable.FirstOrDefault(Phones,function(p){return p.DDD>10;})", js);

更多示例此处。