C# 기초부터 고급까지 Chapter 3.3. Expression Tree로 컴파일 타임 코드 생성

📘 Chapter 3.3: Expression Tree로 컴파일 타임 코드 생성

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✅ 이 챕터에서 배울 것

• Expression Tree란 무엇인가?
• Func와 Expression<Func<T>> 차이
• 동적으로 조건 쿼리 만들기
• 메서드 호출도 Expression으로 표현 가능
• 실전 예제 – 동적 필터링, 간단한 DSL
• 리플렉션보다 빠른 이유와 주의점

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1️⃣ Expression Tree란?

C# 코드를 트리 형태로 표현한 객체 구조

Expression<Func<int, int>> expr = x => x + 1;

이 코드는 실제로 이렇게 분해된다:

• 파라미터 x
• 연산자 +
• 상수 1

→ 전부 트리 형태로 분해돼서 저장됨

📦 표현식 구조 살펴보기

Expression<Func<int, int>> expr = x => x + 1;

Console.WriteLine(expr.Body);           // (x + 1)
Console.WriteLine(expr.Parameters[0]);  // x

✅ 왜 쓰나?

용도	설명
ORM	쿼리 분석 후 SQL로 변환 (EntityFramework 등)
API 필터	조건에 따라 쿼리 자동 생성
Rule Engine	규칙을 코드로 저장 후 실행
코드 생성기	조건에 따라 코드 만들어서 실행

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2️⃣ Func vs Expression

Func<int, int> f = x => x + 1;
Expression<Func<int, int>> expr = x => x + 1;

항목	Func	Expression
의미	코드	코드 + 트리
실행	즉시 실행	해석 또는 컴파일 후 실행
용도	일반 로직	ORM, DSL, 분석 등

→ Expression은 "코드의 형태로 존재"하고 분석 가능

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3️⃣ Expression Tree 구성 직접 만들기

// x => x * 2 표현 직접 만들기
ParameterExpression param = Expression.Parameter(typeof(int), "x");
ConstantExpression two = Expression.Constant(2);
BinaryExpression body = Expression.Multiply(param, two);

var lambda = Expression.Lambda<Func<int, int>>(body, param);

Console.WriteLine(lambda); // x => (x * 2)
Console.WriteLine(lambda.Compile()(10)); // 20

➡️ 이렇게 직접 트리를 만들어서 런타임에 "코드를 조립" 가능

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4️⃣ 실전: 조건식 필터링

public class Product
{
    public string Name { get; set; }
    public int Price { get; set; }
}

✅ "Price > 10000" 조건식 생성

ParameterExpression param = Expression.Parameter(typeof(Product), "p");
MemberExpression priceProp = Expression.Property(param, "Price");
ConstantExpression priceValue = Expression.Constant(10000);

BinaryExpression body = Expression.GreaterThan(priceProp, priceValue);
var lambda = Expression.Lambda<Func<Product, bool>>(body, param);

var list = new List<Product>
{
    new Product { Name = "노트북", Price = 12000 },
    new Product { Name = "연필", Price = 500 }
};

var filtered = list.Where(lambda.Compile()).ToList();

✅ 결과: "노트북"만 남는다!

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5️⃣ 메서드 호출도 가능

MethodInfo containsMethod = typeof(string).GetMethod("Contains", new[] { typeof(string) });

ParameterExpression param = Expression.Parameter(typeof(Product), "p");
MemberExpression nameProp = Expression.Property(param, "Name");
ConstantExpression keyword = Expression.Constant("북");

MethodCallExpression body = Expression.Call(nameProp, containsMethod, keyword);

var lambda = Expression.Lambda<Func<Product, bool>>(body, param);

→ p => p.Name.Contains("북") 을 표현한 Expression

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6️⃣ 리플렉션보다 빠른 이유

항목	Reflection	Expression Tree
속성 호출	Invoke 사용 → 느림	미리 컴파일 → 빠름
메모리	더 사용	덜 사용
예외 발생	런타임 많음	비교적 안정적

➡️ Expression은 Compile() 후 Delegate 캐싱 가능 → 리플렉션보다 훨씬 빠른 대체재

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✅ 정리 요약

항목	요약
Expression Tree	코드를 트리 형태로 표현, 조작 가능
Func vs Expression	전자는 실행, 후자는 구조 분석용
실무 활용	ORM, 조건 필터, DSL, 코드 생성
장점	리플렉션보다 빠르고 안전
한계	너무 복잡한 로직 구성은 어려움

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📢 다음 챕터 예고 🎓

Chapter	주제
3.4	고급 LINQ 커스터마이징, 쿼리 최적화