IEnumerable跟IQueryable的区别以及背后的ExpressionTree表达式树

关于IEnumerable和IQueryable的区别，这事还要从泛型委托Func<T>说起。来看一个简单的泛型委托例子：

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Func<int, bool> f = i => i > 5;
            Console.WriteLine(f(3));
            Console.WriteLine(f(10));
            Console.ReadKey();
        }
    }

Func<T>是"语法糖"，实际上，编译器在内部会生成一个临时方法，再执行该方法。等同于如下：

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Func<int, bool> f = DoSth;
            Console.WriteLine(f(3));
            Console.ReadKey();
        }
        static bool DoSth(int i)
        {
            return i > 5;
        }
    }

以上，.NET内部运作的路径是：编写C#代码→编译器编译成中间语言IL→运行时JIT编译成本地语言执行

■ 使用表达式树 Expression Tree

可是，有时候我们希望在运行时执行代码，该怎么办呢？

.NET为我们提供了Expression Tree,允许我们在运行时执行代码。

比如以上Func<int, bool> f = i => i > 5;这个表达式，Expression Tree这样理解这个表达式：

○ f是Expression<Func<int, bool>>类型，级Expression<TDelegate>类型
○ =>被理解成BinaryExpression类型
○ =>左右两边的i被理解成ParameterExpression
○ =>右边的5被理解成ConstantExpression

于是，如果我们用Expression Tree，在运行时执行代码，可以按如下写：

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //Func<int, bool> f = i => i > 5;
            ParameterExpression iParam = Expression.Parameter(typeof (int), "i");
            ConstantExpression constExp = Expression.Constant(5, typeof (int));
            BinaryExpression greaterThan = Expression.GreaterThan(iParam, constExp);
            Expression<Func<int, bool>> f = Expression.Lambda<Func<int, bool>>(greaterThan, iParam);
            Func<int, bool> myDele = f.Compile();
            Console.WriteLine(myDele(3));
            Console.WriteLine(myDele(10));
            Console.ReadKey();
        }
    }

■ IQueryable和IEnumerable的区别   

现在，可以看一个IEnumerable的例子了：

   class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int[] intArr = new[] {1, 2, 3, 6, 8};
            IEnumerable<int> result = Enumerable.Where(intArr, i => i > 5);
            foreach (var item in result)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }

来看一下Enumerable，实现了IEnumerable接口，它的定义：

再来看Queryable，实现了IQueryable接口，它的定义：

发现，Enumerable和Queryable很多方法同名，但参数接收的参数类型是不一样的，Enumerable接收的参数类型是委托Func<TDelegate>,Querable接收的参数类型是Expression<Func<TDelegate>>，其类型是Expression Tree，是表达式树。

所以，有关IEnumerable<T>的表达式是在编译期确定的，有关IQueryable<T>的表达式是在运行时确定的。

■ 在Entity Framework应用实例中体会IQueryable<T>

首先在控制台应用程序中应用Entity Framework组件。

创建有关Entity Framework的上下文类，类，初始数据：

    public class Person
    {
        [Key]
        public int ID { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public int Age { get; set; }
    }
    public class MyContext : DbContext
    {
        public MyContext() : base("myConn")
        {
            Database.SetInitializer(new DbInirializer());
        }
        public DbSet<Person> People { get; set; }
    }
    public class DbInirializer : CreateDatabaseIfNotExists<MyContext>
    {
        protected override void Seed(MyContext context)
        {
            IList<Person> people = new List<Person>();
            people.Add(new Person(){Name = "张三",Age = 21});
            people.Add(new Person() { Name = "李四", Age = 22 });
            people.Add(new Person() { Name = "赵五", Age = 23 });
            foreach (var item in people)
            {
                context.People.Add(item);
            }
            base.Seed(context);
        }
    }

以上，如果转到DbSet的定义，我们可以看到DbSet实现了IQueryable接口。  

配置连接字符串。

<configuration>
  <configSections>
    <!-- For more information on Entity Framework configuration, visit http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=237468 -->
    <section name="entityFramework" type="System.Data.Entity.Internal.ConfigFile.EntityFrameworkSection, EntityFramework, Version=6.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089" requirePermission="false" />
  </configSections>
    <connectionStrings>
    <add name="myConn"
       connectionString="Data Source=.;User=yourusename;Password=yourpassword;Initial Catalog=MyTest;Integrated Security=True"
       providerName="System.Data.SqlClient"/>
  </connectionStrings>
  <startup>
    <supportedRuntime version="v4.0" sku=".NETFramework,Version=v4.5" />
  </startup>
  <entityFramework>
    <defaultConnectionFactory type="System.Data.Entity.Infrastructure.SqlConnectionFactory, EntityFramework" />
    <providers>
      <provider invariantName="System.Data.SqlClient" type="System.Data.Entity.SqlServer.SqlProviderServices, EntityFramework.SqlServer" />
    </providers>
  </entityFramework>
</configuration>    

在主程序中：

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (var context = new MyContext())
            {
                foreach (var item in context.People)
                {
                    Console.WriteLine(item.Name);
                }
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }

现在来体会IQueryable<T>的一些特性。

我们知道，DbSet实现了IQuerayble接口，于是上下文的的People属性类型是IQueryable<Person>。

通过，

IQueryable<Person> people = context.People;

得到的people是表达式，是sql语句，现在尝试打印不同情况下的people表达式。

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (var context = new MyContext())
            {
                IQueryable<Person> people = context.People;
                var r = new Random();
                Func<bool> rBool = () => r.Next()%2 == 0;
                Console.WriteLine(people);
                if (rBool())
                {
                    people = people.Where(p => p.Age > 21);
                    Console.WriteLine(people);
                }
                else
                {
                    people = people.OrderBy(p => p.Age);
                    Console.WriteLine(people);
                }
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }

由此可以看出：IQueryable呈现给我们的是表达式而不是集合，通过这个表达式可以按需加载满足条件的数据。