有的时候，你需要动态构建一个比较复杂的查询条件，传入数据库中进行查询。而条件本身可能来自前端请求或者配置文件。那么这个时候，表达式树，就可以帮助到你。本文我们将通过几个简短的示例来了解如何完成这些操作。
你也可能接到过这些需求
今天我们看看表达式树如何实现这些需求。
一切都还要从盘古开天开始说起以下是一个简单的单元测试用例。接下来，我们将这个测试用例改的面目全非。
[Test] public void Normal() { var re = Enumerable.Range(0, 10).AsQueryable() // 0-9 .Where(x => x >= 1 && x < 5).ToList(); // 1 2 3 4 var expectation = Enumerable.Range(1, 4); // 1 2 3 4 re.Should().BeEquivalentTo(expectation); } 很久很久以前天和地还没有分开由于是 Queryable 的关系，所以Where当中的其实是一个表达式，那么我们把它单独定义出来，顺便水一下文章的长度。
[Test] public void Expression00() { Expression<Func<int, bool>> filter = x => x >= 1 && x < 5; var re = Enumerable.Range(0, 10).AsQueryable() .Where(filter).ToList(); var expectation = Enumerable.Range(1, 4); re.Should().BeEquivalentTo(expectation); } 有个叫盘古的巨人在这混沌之中Expression 右侧是一个 Lambda ，所以可以捕获上下文中的变量。
这样你便可以把 minValue 和 maxValue 单独定义出来。
于是乎你可以从其他地方来获取 minValue 和 maxValue 来改变 filter。
[Test] public void Expression01() { var minValue = 1; var maxValue = 5; Expression<Func<int, bool>> filter = x => x >= minValue && x < maxValue; var re = Enumerable.Range(0, 10).AsQueryable() .Where(filter).ToList(); var expectation = Enumerable.Range(1, 4); re.Should().BeEquivalentTo(expectation); } 他睡了一万八千年也都不用上班那既然这样，我们也可以使用一个方法来创建 Expression。
这个方法，实际上就可以认为是这个 Expression 的工厂方法。
[Test] public void Expression02() { var filter = CreateFilter(1, 5); var re = Enumerable.Range(0, 10).AsQueryable() .Where(filter).ToList(); var expectation = Enumerable.Range(1, 4); re.Should().BeEquivalentTo(expectation); Expression<Func<int, bool>> CreateFilter(int minValue, int maxValue) { return x => x >= minValue && x < maxValue; } } 有一天盘古突然醒了但天还没亮那可以使用 minValue 和 maxValue 作为参数来制作工厂方法，那么用委托当然也可以。
于是，我们可以把左边和右边分别定义成两个 Func，从而由外部来决定左右具体的比较方式。
[Test] public void Expression03() { var filter = CreateFilter(x => x >= 1, x => x < 5); var re = Enumerable.Range(0, 10).AsQueryable() .Where(filter).ToList(); var expectation = Enumerable.Range(1, 4); re.Should().BeEquivalentTo(expectation); Expression<Func<int, bool>> CreateFilter(Func<int, bool> leftFunc, Func<int, bool> rightFunc) { return x => leftFunc.Invoke(x) && rightFunc.Invoke(x); } } 他就抡起大斧头朝前方猛劈过去实际上，左右两个不仅仅是两个Func，其实也可以直接是两个表达式。
不过稍微有点不同的是，表达式的合并需要用 Expression 类型中的相关方法创建。
我们可以发现，调用的地方这次其实没有任何改变，因为 Lambda 既可以隐式转换为 Func 也可以隐式转换为 Expression。
每个方法的意思可以从注释中看出。
[Test] public void Expression04() { var filter = CreateFilter(x => x >= 1, x => x < 5); var re = Enumerable.Range(0, 10).AsQueryable() .Where(filter).ToList(); var expectation = Enumerable.Range(1, 4); re.Should().BeEquivalentTo(expectation); Expression<Func<int, bool>> CreateFilter(Expression<Func<int, bool>> leftFunc, Expression<Func<int, bool>> rightFunc) { // x var pExp = Expression.Parameter(typeof(int), "x"); // (a => leftFunc(a))(x) var leftExp = Expression.Invoke(leftFunc, pExp); // (a => rightFunc(a))(x) var rightExp = Expression.Invoke(rightFunc, pExp); // (a => leftFunc(a))(x) && (a => rightFunc(a))(x) var bodyExp = Expression.AndAlso(leftExp, rightExp); // x => (a => leftFunc(a))(x) && (a => rightFunc(a))(x) var resultExp = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(bodyExp, pExp); return resultExp; } } 只听枯叉一声黑暗渐渐地就分开但是，上面的方法，其实可以在优化一下。避免对左右表达式的直接调用。
使用一个叫做 Unwrap 的方法，可以将 Lambda Expression 解构成只包含 Body 部分的表达式。
这是一个自定义的扩展方法，你可以通过 ObjectVisitor[1] 来引入这个方法。
限于篇幅，我们此处不能展开谈 Unwrap 的实现。我们只需要关注和前一个示例中注释的不同即可。
[Test] public void Expression05() { var filter = CreateFilter(x => x >= 1, x => x < 5); var re = Enumerable.Range(0, 10).AsQueryable() .Where(filter).ToList(); var expectation = Enumerable.Range(1, 4); re.Should().BeEquivalentTo(expectation); Expression<Func<int, bool>> CreateFilter(Expression<Func<int, bool>> leftFunc, Expression<Func<int, bool>> rightFunc) { // x var pExp = Expression.Parameter(typeof(int), "x"); // leftFunc(x) var leftExp = leftFunc.Unwrap(pExp); // rightFunc(x) var rightExp = rightFunc.Unwrap(pExp); // leftFunc(x) && rightFunc(x) var bodyExp = Expression.AndAlso(leftExp, rightExp); // x => leftFunc(x) && rightFunc(x) var resultExp = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(bodyExp, pExp); return resultExp; } } 天和地分开后盘古怕它们还合并我们可以再优化以下，把 CreateFilter 方法扩展为支持多个子表达式和可自定义子表达式的连接方式。
于是，我们就可以得到一个 JoinSubFilters 方法。
[Test] public void Expression06() { var filter = JoinSubFilters(Expression.AndAlso, x => x >= 1, x => x < 5); var re = Enumerable.Range(0, 10).AsQueryable() .Where(filter).ToList(); var expectation = Enumerable.Range(1, 4); re.Should().BeEquivalentTo(expectation); Expression<Func<int, bool>> JoinSubFilters(Func<Expression, Expression, Expression> expJoiner, params Expression<Func<int, bool>>[] subFilters) { // x var pExp = Expression.Parameter(typeof(int), "x"); var result = subFilters[0]; foreach (var sub in subFilters[1..]) { var leftExp = result.Unwrap(pExp); var rightExp = sub.Unwrap(pExp); var bodyExp = expJoiner(leftExp, rightExp); result = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(bodyExp, pExp); } return result; } } 他就头顶着天脚蹬着地不知多久有了前面的经验，我们知道。其实x => x >= 1这个表达式可以通过一个工厂方法来创建。
所以，我们使用一个 CreateMinValueFilter 来创建这个表达式。
[Test] public void Expression07() { var filter = JoinSubFilters(Expression.AndAlso, CreateMinValueFilter(1), x => x < 5); var re = Enumerable.Range(0, 10).AsQueryable() .Where(filter).ToList(); var expectation = Enumerable.Range(1, 4); re.Should().BeEquivalentTo(expectation); Expression<Func<int, bool>> CreateMinValueFilter(int minValue) { return x => x >= minValue; } Expression<Func<int, bool>> JoinSubFilters(Func<Expression, Expression, Expression> expJoiner, params Expression<Func<int, bool>>[] subFilters) { // x var pExp = Expression.Parameter(typeof(int), "x"); var result = subFilters[0]; foreach (var sub in subFilters[1..]) { var leftExp = result.Unwrap(pExp); var rightExp = sub.Unwrap(pExp); var bodyExp = expJoiner(leftExp, rightExp); result = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(bodyExp, pExp); } return result; } } 盘古也累得倒下来变成山石河流当然，可以只使用 Expression 相关的方法来创建x => x >= 1。
[Test] public void Expression08() { var filter = JoinSubFilters(Expression.AndAlso, CreateMinValueFilter(1), x => x < 5); var re = Enumerable.Range(0, 10).AsQueryable() .Where(filter).ToList(); var expectation = Enumerable.Range(1, 4); re.Should().BeEquivalentTo(expectation); Expression<Func<int, bool>> CreateMinValueFilter(int minValue) { // x var pExp = Expression.Parameter(typeof(int), "x"); // minValue var rightExp = Expression.Constant(minValue); // x >= minValue var bodyExp = Expression.GreaterThanOrEqual(pExp, rightExp); var result = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(bodyExp, pExp); return result; } Expression<Func<int, bool>> JoinSubFilters(Func<Expression, Expression, Expression> expJoiner, params Expression<Func<int, bool>>[] subFilters) { // x var pExp = Expression.Parameter(typeof(int), "x"); var result = subFilters[0]; foreach (var sub in subFilters[1..]) { var leftExp = result.Unwrap(pExp); var rightExp = sub.Unwrap(pExp); var bodyExp = expJoiner(leftExp, rightExp); result = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(bodyExp, pExp); } return result; } } 那么看来盘古也吃不了上班的苦那既然都用了 Expression 来创建子表达式了，那就干脆再做一点点改进，把x => x < 5也做成从工厂方法获取。
[Test] public void Expression09() { var filter = JoinSubFilters(Expression.AndAlso, CreateValueCompareFilter(Expression.GreaterThanOrEqual, 1), CreateValueCompareFilter(Expression.LessThan, 5)); var re = Enumerable.Range(0, 10).AsQueryable() .Where(filter).ToList(); var expectation = Enumerable.Range(1, 4); re.Should().BeEquivalentTo(expectation); Expression<Func<int, bool>> CreateValueCompareFilter(Func<Expression, Expression, Expression> comparerFunc, int rightValue) { var pExp = Expression.Parameter(typeof(int), "x"); var rightExp = Expression.Constant(rightValue); var bodyExp = comparerFunc(pExp, rightExp); var result = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(bodyExp, pExp); return result; } Expression<Func<int, bool>> JoinSubFilters(Func<Expression, Expression, Expression> expJoiner, params Expression<Func<int, bool>>[] subFilters) { // x var pExp = Expression.Parameter(typeof(int), "x"); var result = subFilters[0]; foreach (var sub in subFilters[1..]) { var leftExp = result.Unwrap(pExp); var rightExp = sub.Unwrap(pExp); var bodyExp = expJoiner(leftExp, rightExp); result = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(bodyExp, pExp); } return result; } } 所以如果可以不做这需求就别搞最后，我们在把子表达式的创建通过一点点小技巧。通过外部参数来决定。就基本完成了一个多 And 的值比较查询条件的动态构建。
[Test] public void Expression10() { var config = new Dictionary<string, int> { { ">=", 1 }, { "<", 5 } }; var subFilters = config.Select(x => CreateValueCompareFilter(MapConfig(x.Key), x.Value)).ToArray(); var filter = JoinSubFilters(Expression.AndAlso, subFilters); var re = Enumerable.Range(0, 10).AsQueryable() .Where(filter).ToList(); var expectation = Enumerable.Range(1, 4); re.Should().BeEquivalentTo(expectation); Func<Expression, Expression, Expression> MapConfig(string op) { return op switch { ">=" => Expression.GreaterThanOrEqual, "<" => Expression.LessThan, _ => throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(op)) }; } Expression<Func<int, bool>> CreateValueCompareFilter(Func<Expression, Expression, Expression> comparerFunc, int rightValue) { var pExp = Expression.Parameter(typeof(int), "x"); var rightExp = Expression.Constant(rightValue); var bodyExp = comparerFunc(pExp, rightExp); var result = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(bodyExp, pExp); return result; } Expression<Func<int, bool>> JoinSubFilters(Func<Expression, Expression, Expression> expJoiner, params Expression<Func<int, bool>>[] subFilters) { // x var pExp = Expression.Parameter(typeof(int), "x"); var result = subFilters[0]; foreach (var sub in subFilters[1..]) { var leftExp = result.Unwrap(pExp); var rightExp = sub.Unwrap(pExp); var bodyExp = expJoiner(leftExp, rightExp); result = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(bodyExp, pExp); } return result; } } 还要更多如果逻辑关系更复杂，有多层嵌套像树形一样，比较方法也很多花样，甚至包含方法，怎么办？
可以参考以下示例：
https://github.com/newbe36524/Newbe.Demo/tree/main/src/BlogDemos/Newbe.ExpressionsTests/Newbe.ExpressionsTests/FilterFactory
如果你对此内容感兴趣，还可以浏览我之前录制的视频进行进一步了解：
戏精分享 C#表达式树，第一季[2]