[转载]细说CodeDom(2):表达式、语句

作者:老周,原文地址

在上一篇文章中,老周厚着脸皮给大伙介绍了代码文档的基本结构,以及一些代码对象与CodeDom类型的对应关系。

在评论中老周看到有朋友提到了 Emit,那老周就顺便提一下。严格上说,Emit并不是针对代码文档生成和编译而设计的,Emit一方面可以实时发出 IL 指令,另一方面也支持动态程序集,即可以在运行时创建程序集,并可以定义类型,然后可以执行。而CodeDom所针对的是代码文档的生成和编译,所以说,是有所不同的。

哦,是了,还有一个玩意儿挺有趣,也提一下吧——动态 Linq 表达式树。它也跟动态编译有点像,就是动态创建 LINQ表达式树,LINQ懂吧,别告诉你不知道,这是玩.net的必备法宝,表达式树创建后会实时编译为一个委托实例,使用时直接调用生成的委托实例即可。


好,下面开始本文的内容。先说说表达式,因为语句是由表达式组成的,按照正常人类的思考方式,应当由小及大来学习。啥是表达式呢,其实可以说,表达式是代码文档的基础元素,比如一个int值 2500,就是一个表达式;字符串常量用双引号包起来,如”abc”,也是一个表达式;当前类实例的引用 this也是表达式;基类实例的引用 base,也是表达式;变量名 a 也是表达式;数组索引,如 [0] 也是表达式;方法中的输出参数 out 也是表达式……

CodeExpression 是所有表达式对象的公共基类,从它的派生类来看,咱们不妨对表达式的类型先来个非专业总结,这样有助于大家掌握思路。这个类的派生类相当多,不要晕,思路理清了,就不怕它数量多。

老周大致把这些表达式类划分以下几类(仅供参考):

  1. 创建实例。如CodeArrayCreateExpression、CodeDelegateCreateExpression等,大家可以根据它们的名字来猜猜其作用,现在你不必弄明白到底怎么用,后面老周会教你怎么用的。
  2. 引用。比如当前实例引用(this)CodeThisReferenceExpression,再比如引用某个实例的方法的语句 CodeMethodReferenceExpression, 像 x.Run(……)。再比如属性里面set访问器中,大家都知道有一个 value 关键字,要引用它可以用 CodePropertySetValueReferenceExpression 类。
  3. 运算符(操作符)。这好懂了吧,+-*/=()==!<>这些都是操作符。对于二进制运算,可以用CodeBinaryOperatorExpression,它通过 CodeBinaryOperatorType 枚举来规范要用到的运算符,如加法、减法等。如果要进行类型转换,可以使用类型转换运算符 CodeCastExpression,它也是一种表达式。如果想用 typeof 运算符,可以使用 CodeTypeOfExpression 类。
  4. 其他。比较零碎。像参数引用,数组索引等。

很多表达式类在使用时,直接赋相应的值就行,用习惯了之后也不会很难。在举例之前,老周先讲一下如何生成代码,相信大伙在做完例子后,最迫切的就是想看看生成的代码是啥样子的。

生成代码要用 CodeDomProvider 类(位于System.CodeDom.Compiler命名空间下),这个类不用 new 的,它有一个静态的 CreateProvider 方法,调用后直接返回 CodeDomProvider 实例,调用方法时,可以用一个字符来指定编程语言。比如,C#、cs、CSharp都可以表示C#语言;用 VB、VisualBasic都表示VB语言;用js、JScript表示jscript语言;用cpp表示C++语言(托管)。名字是不区分大小写的,所以,CS和cs都一样。

然后,你会看到这个类有一堆GenerateCodeFromXXXX的方法,这些XXXX可以是表达式、语句、编译单元、类型定义等。生成代码时,你必须提供一个 TextWriter,代码生成后会写进这个writer里面。 下面给大家演示一下,咱们就把代码输出到控制台吧,这样马上就能看到效果。

假设我定义一个类型,名叫 Dog,它是结构。来,看代码:

CodeTypeDeclaration dcl = new CodeTypeDeclaration("Dog");
dcl.IsStruct = true;
dcl.Attributes = MemberAttributes.Public;

IsStruct 指明它是个结构,CodeTypeDeclaration类构造函数中传的是类型的名字,叫Dog。Attributes属性设置这个类型为公共类型(public)。

好,现在我们就定义好一个类型了,下面咱们来生成C#、VB和C++三种语言的代码。

  // 生成C#代码
CodeDomProvider provider = CodeDomProvider.CreateProvider("cs");
Console.WriteLine("生成 C# 代码:");
provider.GenerateCodeFromType(dcl, Console.Out, null);

// 生成 VB 代码
provider = CodeDomProvider.CreateProvider("vb");
Console.WriteLine("\n生成 VB 代码:");
provider.GenerateCodeFromType(dcl, Console.Out, null);

// 生成 C++ 代码
provider = CodeDomProvider.CreateProvider("cpp");
Console.WriteLine("\n生成 C++ 代码:");
provider.GenerateCodeFromType(dcl, Console.Out, null);

运行后,就会看到以下内容。

生成 C# 代码:
public struct Dog {
}

生成 VB 代码:
public Structure Dog
End Structure

生成 C++ 代码:
public value class Dog {
};

方法很简单,先用CreateProvider静态方法获取特定语言的提供程序,然后 GenerateCodeFromXXXXX,你要从什么代码对象生成,就调用哪个版本,比如要从编译单元生成代码,就应当调用GenerateCodeFromCompileUnit方法,要从定义的命名空间生成代码就调用GenerateCodeFromNamespace方法。

好,咱们开始练习,先来个操作符的,下面例子用来生成 a + b,a和b是变量名,我们先不管变量是哪来的,反正目的是使用操作符。

CodeVariableReferenceExpression left = new CodeVariableReferenceExpression("a");
CodeVariableReferenceExpression right = new CodeVariableReferenceExpression("b");
CodeBinaryOperatorExpression opt = new CodeBinaryOperatorExpression();
opt.Operator = CodeBinaryOperatorType.Add;
opt.Left = left;
opt.Right = right;

一个操作符表达式,通常会三个组成元素——运算符,左边操作数,右边操作数。在这个例子里面,左边和右边分别使用变量引用,即用到 CodeVariableReferenceExpression 类,这个类用法也简单,只要提供一个变量名称就行了。

最后生成代码为:

(a + b)

再看一个例子。

CodeThisReferenceExpression thisexpr = new CodeThisReferenceExpression();
CodeFieldReferenceExpression fexp = new CodeFieldReferenceExpression();
fexp.FieldName = "m_val";
fexp.TargetObject = thisexpr;

CodeBinaryOperatorExpression opt = new CodeBinaryOperatorExpression();
opt.Left = fexp;
opt.Right = new CodePrimitiveExpression((int)300);
opt.Operator = CodeBinaryOperatorType.Assign;

上面例子中的 CodeBinaryOperatorExpression 对象指定运算符为 Assign, 即赋值符号(=)。然后我们再看它两边的操作数。左边引用的是当前实例的字段,首先要创建一个CodeThisReferenceExpression,这个类不需要指定任何参数,因为它生成的就是this关键字,然后用CodeFieldReferenceExpression来引用this实例中一个叫m_val的字段;右边操作数是一个常量,常量值可以用CodePrimitiveExpression来表示。

CodePrimitiveExpression 一般用于指定基础类型的常量值,如int、string、double等。如这样

CodePrimitiveExpression p = new CodePrimitiveExpression(0.1322d);

生成代码后,会自动将传入的值表示为double类型常量。生成代码如下:

0.1322D

再比如

CodePrimitiveExpression p = new CodePrimitiveExpression("ask");

就会生成字符串常量:

"ask"

好了,上面的赋值表达式最终得到的结果如下:

(this.m_val = 300)

下面咱们来生成一句 typeof表达式。

CodeTypeOfExpression texp = new CodeTypeOfExpression(typeof(string));

Console.WriteLine("C# 代码:");
CodeDomProvider prd = CodeDomProvider.CreateProvider("cs");
prd.GenerateCodeFromExpression(texp, Console.Out, null);

Console.WriteLine("\n");
Console.WriteLine("VB 代码:");
CodeDomProvider prd2 = CodeDomProvider.CreateProvider("vb");
prd2.GenerateCodeFromExpression(texp, Console.Out, null);

很简单,实例化 CodeTypeOfExpression 时,把某个类型的type传进去就行了。

最后输出的代码如下:

C# 代码:
typeof(string)

VB 代码:
GetType(String)

咱们再来个类型转换的表达式。

CodeVariableReferenceExpression vexp = new CodeVariableReferenceExpression();
vexp.VariableName = "x";
CodeTypeReference tref = new CodeTypeReference(typeof(decimal));
CodeCastExpression cexp = new CodeCastExpression();
cexp.Expression = vexp;
cexp.TargetType = tref;

CodeVariableReferenceExpression主要设置两个参数,Expression 指的是要进行类型转换的对象,通常是一个变量;TargetType是要转换的目标类型,需要用一个CodeTypeReference来封装,使用时直接把类型的type传递即可。

类型转换表达式生成代码如下:

((decimal)(x))

学会使用表达式后,语句就好办了,因为语句就是由表达式组成的,只是为了说明是语句,在C类风格的语言中会以英文的分号结尾(VB除外)。

来,来一句赋值语句。

CodeVariableReferenceExpression left = new CodeVariableReferenceExpression("f");
CodePrimitiveExpression sexp = new CodePrimitiveExpression("so hot");
CodeAssignStatement assstm = new CodeAssignStatement();
assstm.Left = left;
assstm.Right = sexp;

CodeAssignStatement 和刚才的赋值表达式很像,也需要指定左边的表达式和右边的表达式。最后生成的代码如下:

f = "so hot";

大家看到了,语句结尾是有分号的,刚才的表达式是没有分号的。

接下来,咱们声明一个变量,然后给它一个值。

CodeVariableDeclarationStatement decl = new CodeVariableDeclarationStatement(typeof(int), "n");

CodeAssignStatement ass = new CodeAssignStatement();
ass.Left = new CodeVariableReferenceExpression("n");
ass.Right = new CodePrimitiveExpression(98000);

CodeDomProvider prd = CodeDomProvider.CreateProvider("cs");
prd.GenerateCodeFromStatement(decl, Console.Out, null);
prd.GenerateCodeFromStatement(ass, Console.Out, null);

这段实际上是生成了两句代码,第一句是声明语句,CodeVariableDeclarationStatement将产生声明变量的语句,需要指定变量的类型和变量名。

第二句是赋值语句,需要指定左边和右边。左边引用变量n,右边是常量值。

生成代码如下:

int n;
n = 98000;

以上代码不够简洁,我们完全可以在声明变量的时候,就将它初始化,这样只用一个语句就可以了。

CodeVariableDeclarationStatement decl = new CodeVariableDeclarationStatement(typeof(int), "n", new CodePrimitiveExpression(98000));

这样一个语句就完成了,生成的代码如下:

int n = 98000;

这里老周不会将所有语句一个个做介绍。本文介绍的这些表达式和语句,主要是帮助初学者朋友们练手,以便找到感觉,剩下的一些复杂的语句——如选择语句、循环语句这些,老周在后面的文章中会介绍的。

OK,今天的牛皮就吹到这里,希望对各位有帮助。

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