是否可以解释 C# 表达式树以发出 JavaScript？

Posted 2023-02-16

【中文标题】是否可以解释 C# 表达式树以发出 JavaScript？

【英文标题】：Is it possible to interpret a C# expression tree to emit JavaScript?

【发布时间】：2011-08-25 08:21:11

【问题描述】：

例如，如果您有这样的表达式：

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

有什么东西会遍历表达式树并生成它吗？

"function(x)  return x * x; "

【参考方案1】：

这可能并不容易，但是是的，这是绝对可行的。 Entity Framework 或 Linq to SQL 等 ORM 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");
    

它只处理单个指令的 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，这是一个非常简单的实现...您可能需要添加方法调用 (VisitMethodCall)、属性和字段访问 (VisitMember) 等。

【参考方案2】：

C# 编译器已经为您解析表达式；剩下的就是遍历表达式树并生成代码。遍历树可以递归完成，每个节点可以通过检查它的类型来处理（Expression 有几个子类，代表例如函数、运算符和成员查找）。每种类型的处理程序都可以生成适当的代码并遍历节点的子节点（根据它是哪种表达式类型，这些子节点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，可以递归处理正文，最后输出“”。

【讨论】：

谢谢，'traverse' 和 'generate' 是更准确的动词，我已经更新了问题

【参考方案3】：

Script# 被 Microsoft 内部开发人员用于执行此操作。

【讨论】：

+0...实际上 Script# 是相当完整的交叉编译器...它确实转换了 C# 源代码并且不能轻易地用于转换 Expression 对象。

我的理解是，OP 将 Expression 对象用作是否可以将 C# 代码编译为 JavaScript 的理论示例，而不是将它们用作实际实现。

【参考方案4】：

一些人开发了开源库来解决这个问题。我一直在看的是Linq2CodeDom，它将表达式转换为CodeDom图，然后只要代码兼容，就可以编译成JavaScript。

Script# 利用原始 C# 源代码和编译的程序集，而不是表达式树。

我对 Linq2CodeDom 做了一些小的编辑，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 中添加一个新的案例。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));

结果如下：

package Example

    public class Container
    
        public static function Square(x : int)
        
            return (x * x);
        
    

方法签名反映了 JScript 的强类型特性。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，但是正如您通过查看 Linq2CodeDom 源代码所看到的，在处理每个案例以正确生成代码方面需要付出很多努力。

【参考方案5】：

看看Lambda2Js，这是一个由Miguel Angelo为此目的创建的库。

它将CompileToJavascript 扩展方法添加到任何表达式。

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here。