java动态构建数据库复杂查询教程

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。

Where当中可以传入固定的条件

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);
}

Queryable中的Where就是一种表达式树

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);
}

表达式可以通过Lambda隐式转换

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);
}

可以使用方法创建表达式

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;
    }
}

通过Func可以更加灵活的组合条件

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);
    }
}

也可以手动构建表达式

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;
    }
}

引入表达式的解构

使其更加简单

但是,上面的方法,其实可以再优化一下。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 来引入这个方法。

[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;
    }
}

可以拼接更多的表达式

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;
    }
}

使用工厂方法来代替固定的子表达式

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;
    }
}

工厂方法内部也可以使用Expression手动创建

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;
    }
}

同理,子表达式都可以如此创建

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;
    }
}

加入一点点配置,就完成了

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;
    }
}

以上就是java动态构建数据库复杂查询实现示例的详细内容,更多关于动态构建数据库复杂查询的资料请关注我们其它相关文章!

时间: 2021-11-24

JPA多条件复杂SQL动态分页查询功能

概述 ORM映射为我们带来便利的同时,也失去了较大灵活性,如果SQL较复杂,要进行动态查询,那必定是一件头疼的事情(也可能是lz还没发现好的方法),记录下自己用的三种复杂查询方式. 环境 springBoot IDEA2017.3.4 JDK8 pom.xml <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0&q

实例讲解Java的MyBatis框架对MySQL中数据的关联查询

mybatis 提供了高级的关联查询功能,可以很方便地将数据库获取的结果集映射到定义的Java Bean 中.下面通过一个实例,来展示一下Mybatis对于常见的一对多和多对一关系复杂映射是怎样处理的. 设计一个简单的博客系统,一个用户可以开多个博客,在博客中可以发表文章,允许发表评论,可以为文章加标签.博客系统主要有以下几张表构成: Author表:作者信息表,记录作者的信息,用户名和密码,邮箱等. Blog表   :  博客表,一个作者可以开多个博客,即Author和Blog的关系是一对多.

Spring data jpa的使用与详解(复杂动态查询及分页,排序)

一. 使用Specification实现复杂查询 (1) 什么是Specification Specification是springDateJpa中的一个接口,他是用于当jpa的一些基本CRUD操作的扩展,可以把他理解成一个spring jpa的复杂查询接口.其次我们需要了解Criteria 查询,这是是一种类型安全和更面向对象的查询.而Spring Data JPA支持JPA2.0的Criteria查询,相应的接口是JpaSpecificationExecutor. 而JpaSpecifica

Java的MyBatis框架中对数据库进行动态SQL查询的教程

其实MyBatis具有的一个强大的特性之一通常是它的动态 SQL 能力. 如果你有使用 JDBC 或其他 相似框架的经验,你就明白要动态的串联 SQL 字符串在一起是十分纠结的,确保不能忘了空格或在列表的最后省略逗号.Mybatis中的动态 SQL 可以彻底处理这种痛苦.对于动态SQL,最通俗简单的方法就是我们自己在硬编码的时候赋予各种动态行为的判断,而在Mybatis中,用一种强大的动态 SQL 语 言来改进这种情形,这种语言可以被用在任意映射的 SQL 语句中.动态 SQL 元素和使用 JS

Java的MyBatis框架中XML映射缓存的使用教程

MyBatis包含一个非常强大的查询缓存特性,它可以非常方便地配置和定制.默认情况下是没有开启缓存的,要开启二级缓存,你需要在你的SQL映射文件中添加一行: <cache/> 字面上看就是这样.这个简单语句的效果如下: 1.映射语句文件中的所有select语句将会被缓存. 2.映射语句文件中的所有insert,update和delete语句会刷新缓存. 3.缓存会使用Least Recently Used(LRU,最近最少使用的)算法来收回. 4.根据时间表(比如 no Flush Inter

Java的MyBatis框架中MyBatis Generator代码生成器的用法

关于Mybatis Generator MyBatis Generator (MBG) 是一个Mybatis的代码生成器 MyBatis 和 iBATIS. 他可以生成Mybatis各个版本的代码,和iBATIS 2.2.0版本以后的代码. 他可以内省数据库的表(或多个表)然后生成可以用来访问(多个)表的基础对象. 这样和数据库表进行交互时不需要创建对象和配置文件. MBG的解决了对数据库操作有最大影响的一些简单的CRUD(插入,查询,更新,删除)操作. 您仍然需要对联合查询和存储过程手写SQL

Java的MyBatis框架中实现多表连接查询和查询结果分页

实现多表联合查询 还是在david.mybatis.model包下面新建一个Website类,用来持久化数据之用,重写下相应toString()方法,方便测试程序之用. package david.mybatis.model; import java.text.SimpleDateFormat; import java.util.Date; public class Website { private int id; private String name; private int visito

详解Java的MyBatis框架中动态SQL的基本用法

有些时候,sql语句where条件中,需要一些安全判断,例如按某一条件查询时如果传入的参数是空,此时查询出的结果很可能是空的,也许我们需要参数为空时,是查出全部的信息.使用Oracle的序列.mysql的函数生成Id.这时我们可以使用动态sql.下文均采用mysql语法和函数(例如字符串链接函数CONCAT). selectKey 标签 在insert语句中,在Oracle经常使用序列.在MySQL中使用函数来自动生成插入表的主键,而且需要方法能返回这个生成主键.使用myBatis的select

整理Java的MyBatis框架中一些重要的功能及基本使用示例

基本用法回顾: SQL语句存储在XML文件或Java 注解中.一个MaBatis映射的示例(其中用到了Java接口和MyBatis注解): package org.mybatis.example; public interface BlogMapper { @Select("select * from Blog where id = #{id}") Blog selectBlog(int id); } 执行的示例: BlogMapper mapper = session.getMapp

在Java的Hibernate框架中对数据库数据进行查询操作

Hibernate查询语言(HQL)是一种面向对象的查询语言,类似于SQL,但不是对表和列操作,HQL适用于持久对象和它们的属性. HQL查询由Hibernate转换成传统的SQL查询,这在圈上的数据库执行操作. 虽然可以直接使用SQL语句和Hibernate使用原生SQL,但建议使用HQL尽可能避免数据库可移植性的麻烦,并采取Hibernate的SQL生成和缓存策略的优势. 都像SELECT,FROM和WHERE等关键字不区分大小写,但如表名和列名的属性是区分在HQL敏感. FROM 语句 使

Java的Spring框架中AOP项目的一般配置和部署教程

0.关于AOP 面向切面编程(也叫面向方面编程):Aspect Oriented Programming(AOP),是软件开发中的一个热点,也是Spring框架中的一个重要内容.利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离,从而使得业务逻辑各部分之间的耦合度降低,提高程序的可重用性,同时提高了开发的效率. AOP是OOP的延续. 主要的功能是:日志记录,性能统计,安全控制,事务处理,异常处理等等. 主要的意图是:将日志记录,性能统计,安全控制,事务处理,异常处理等代码从业务逻辑代码中划分出来,通过

详解Java的Hibernate框架中的缓存与原生SQL语句的使用

Hibernate缓存 缓存是所有关于应用程序的性能优化和它位于应用程序和数据库之间,以避免数据库访问多次,让性能关键型应用程序有更好的表现. 缓存对Hibernate很重要,它采用了多级缓存方案下文所述: 第一级缓存: 第一级缓存是Session的缓存,是一个强制性的缓存,通过它所有的请求都必须通过. Session对象不断自身的动力的对象,提交到数据库之前. 如果发出多个更新一个对象,Hibernate试图拖延尽可能长的时间做了更新,以减少发出的更新SQL语句的数量.如果您关闭会话,所有被缓

Java的MyBatis框架中Mapper映射配置的使用及原理解析

Mapper的内置方法 model层就是实体类,对应数据库的表.controller层是Servlet,主要是负责业务模块流程的控制,调用service接口的方法,在struts2就是Action.Service层主要做逻辑判断,Dao层是数据访问层,与数据库进行对接.至于Mapper是mybtis框架的映射用到,mapper映射文件在dao层用. 下面是介绍一下Mapper的内置方法: 1.countByExample ===>根据条件查询数量 int countByExample(UserE