针对单个关联实体，如何复用表达式实现查询过滤？

背景 #

我首次尝试用表达式减少代码重复，针对两个关联实体分别创建了表达式过滤函数：

• CMSite（站点）
• CMSiteServer（站点服务器）

实体定义如下：

public class CMSite
{
   public int ID {get;set;}
   public string Name {get;set;}
   public ICollection<CMSiteServer> SiteServers { get; set; }
}

public class CMSiteServer
{
   public int ID {get;set;}
   public string Name {get;set;}
   public int SiteID {get;set;}
   [ForeignKey("CMSite")]
   public decimal SiteID { get; set; } // 注：此处存在重复定义，建议修正为统一类型
   public CMSite Site {get;set;}
}

两者为一对多关系：1个CMSite对应多个CMSiteServer。我已经为每个实体创建了过滤对象，以及对应的表达式生成方法：

public static Expression<Func<CMSiteServer, bool>> GetServerExpression(CMSiteServerFilter filter, bool Active) {
   // 实现逻辑：根据filter生成CMSiteServer的过滤表达式
}

public static Expression<Func<CMSite, bool>> GetSiteExpression(CMSiteFilter filter, bool Active) {
   // 实现逻辑：根据filter生成CMSite的过滤表达式
}

用例与问题 #

需要实现两个查询场景：

1. 搜索包含符合条件服务器的站点（已实现）
2. 搜索属于符合条件站点的服务器（未实现）

已实现的用例1代码 #

public static IQueryable<CMSite> ApplyQueryFilterServer(this IQueryable<CMSite> qry, CMSiteServerFilter filter, bool Active)
{
    if (filter == null)
        return qry;

    var exp = GetServerExpression(filter, Active);
    qry = qry.Where(s => s.SiteServers.AsQueryable().Any(exp));

    return qry;
}

未实现的用例2代码（存在问题） #

// 方法返回值错误，应该是IQueryable<CMSiteServer>而非IQueryable<CMSite>
public static IQueryable<CMSite> ApplyQueryFilterSite(this IQueryable<CMSiteServer> qry, CMSiteFilter filter, bool Active)
{
    if (filter == null)
        return qry;

    var exp = GetServerExpression(filter, Active); // 此处误用了服务器的表达式，应该用站点的表达式
    // 错误原因：s.CMSite是单个实体，无法调用AsQueryable()和Any()
    qry = qry.Where((s) => s.CMSite.AsQueryable().Any(exp));

    return qry;
}

解决方案 #

核心思路：复用已有的GetSiteExpression生成的站点过滤表达式，将其转换为针对CMSiteServer的过滤逻辑——因为每个CMSiteServer关联单个CMSite，只需判断该关联的CMSite是否满足过滤条件即可。

正确实现方式（支持EF Core SQL翻译） #

避免使用Compile()（会导致客户端评估，影响性能），而是通过表达式树拼接将站点表达式转换为服务器的过滤表达式：

public static IQueryable<CMSiteServer> ApplyQueryFilterSite(this IQueryable<CMSiteServer> qry, CMSiteFilter filter, bool Active)
{
    if (filter == null)
        return qry;

    // 获取针对CMSite的过滤表达式
    var siteFilterExp = GetSiteExpression(filter, Active);

    // 构建针对CMSiteServer的表达式：参数为s（CMSiteServer），判断s.Site是否满足siteFilterExp
    var parameter = Expression.Parameter(typeof(CMSiteServer), "s");
    // 获取s.Site属性的表达式
    var siteProperty = Expression.Property(parameter, nameof(CMSiteServer.Site));
    // 调用siteFilterExp表达式，传入s.Site作为参数
    var filterBody = Expression.Invoke(siteFilterExp, siteProperty);
    // 生成最终的Lambda表达式：Func<CMSiteServer, bool>
    var serverFilterExp = Expression.Lambda<Func<CMSiteServer, bool>>(filterBody, parameter);

    // 应用过滤条件
    qry = qry.Where(serverFilterExp);

    return qry;
}

简化版（适合简单场景，注意客户端评估风险） #

如果不需要EF Core将整个查询转换为SQL（比如数据量小），可以直接编译表达式后调用：

public static IQueryable<CMSiteServer> ApplyQueryFilterSite(this IQueryable<CMSiteServer> qry, CMSiteFilter filter, bool Active)
{
    if (filter == null)
        return qry;

    var siteFilter = GetSiteExpression(filter, Active).Compile();
    qry = qry.Where(s => siteFilter(s.Site));

    return qry;
}

关键说明 #

1. 修正了原方法的返回值错误：输入是IQueryable<CMSiteServer>，返回值应该对应为IQueryable<CMSiteServer>而非IQueryable<CMSite>
2. 复用已有的GetSiteExpression，避免重复编写站点过滤逻辑
3. 表达式树拼接的方式能让EF Core正确生成SQL查询，避免客户端评估带来的性能问题

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Justin