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c#题例-2025-07-16 11:51:53

当然可以!以下是一道**专家级别**的 C# 程序员逻辑面试题,涉及 **泛型、委托、闭包、线程安全、表达式树(Expression Trees)** 和 **设计模式** 的综合应用,适合用于考察高级 C# 开发者的综合能力。

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### 🧠 面试题:实现一个线程安全、可延迟编译的 LINQ 查询缓存系统

#### 背景说明:
在一些高性能的 LINQ 查询场景中,我们希望将常用的查询表达式进行缓存,避免每次重复编译带来的性能损耗。表达式树(`Expression`)在首次使用时会被编译为可执行的委托(`Func`),但编译过程比较耗时。

#### 题目要求:

请实现一个泛型类 `ExpressionCache`,满足以下功能和约束:

1. **功能**:
- 接收一个 `Expression>` 表达式。
- 如果该表达式已缓存,则返回已编译的 `Func`。
- 如果未缓存,则编译表达式并缓存,然后返回编译后的委托。

2. **线程安全**:
- 多个线程同时请求同一个表达式时,确保只编译一次(避免重复编译)。
- 使用最小的锁粒度,避免全局锁(例如不要使用 `lock(obj)` 全局对象)。

3. **性能优化**:
- 不要缓存原始表达式本身,只缓存其结构的“指纹”(如表达式树的哈希值)。
- 提供一个方法用于清除缓存(可选)。

4. **附加挑战(可选加分)**:
- 支持对表达式树的结构进行“标准化”(比如忽略参数名、常量顺序等),以提升缓存命中率。
- 使用 `ConcurrentDictionary` 和 `GetOrAdd` 实现缓存逻辑。
- 使用 `Expression.Hasher` 或自定义表达式树比较器来判断两个表达式是否“逻辑等价”。

---

### ✅ 示例代码框架(供参考):

```csharp
public class ExpressionCache
{
private readonly ConcurrentDictionary> _cache;

public ExpressionCache()
{
_cache = new ConcurrentDictionary>();
}

public Func GetOrCompile(Expression> expression)
{
// TODO: 实现缓存逻辑
}

private string GenerateKey(Expression expression)
{
// TODO: 生成表达式逻辑指纹
}

public void Clear()
{
_cache.Clear();
}
}
```

---

### 💡 提示与考察点:

- 考察点 1:如何生成表达式树的“指纹”?
- 可使用 `ExpressionHasher`(参考 EF Core 实现)或自定义遍历表达式树并生成唯一标识。
- 考察点 2:线程安全地缓存委托。
- 使用 `ConcurrentDictionary.GetOrAdd()` 的委托重载。
- 考察点 3:闭包与委托捕获。
- 注意表达式中捕获的变量是否影响缓存逻辑。
- 考察点 4:性能与缓存效率。
- 缓存键的设计是否合理?是否容易造成重复编译?

---

### 🧪 示例测试代码(可选):

```csharp
var cache = new ExpressionCache();

Expression> expr1 = x => x > 10;
Expression> expr2 = x => x > 10;

var del1 = cache.GetOrCompile(expr1);
var del2 = cache.GetOrCompile(expr2);

Console.WriteLine(ReferenceEquals(del1, del2)); // 应输出 True
```

---

如果你需要我提供这道题目的**参考实现**或**评分标准**,我也可以继续补充。是否需要?

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