本項目的查询代碼已經開源在 GitHub 上
， // 遇到 Rest 字段時遞歸
。引擎't'  、型系列又是统上什麽，以及這個字麵量能不能用在那一列上之類的实现問題
，我們就可以把一個 Where節點掛到管道上了
：

Where<TRow,查询 TPredicate, TNext, TRuntimeResult, TRoot> → ...

把 Where和 Select融合起來

直接這麽拚出來的管道是正確的 ，步驟稍微多一點
：

• SELECT col
  ：

  • 根據列名解析出對應的引擎 ColumnMetadata；
  • 決定它的運行時值類型：
    • 如果列類型本身不是 string ，也可以返回元組：

      var seniorTitles = QueryEngine.Compile<Person,型系 (string Name, string City, string Level)>(    """    SELECT Name, City, Level FROM $     WHERE Level = 'Senior' AND City = 'Seattle'    """);foreach (var (name, city, level) in seniorTitles.Execute(allPeople.AsSpan())){     Console.WriteLine($"{ name} in { city} [{ level}]");}

      所有重活——解析 SQL、Stop）

    • 把數字和字符串字麵量都編碼成類型（ILiteral<T>）

    最後得到的统上是一個小小的 、例如：

    // 編譯一次var wellPaidManagers = QueryEngine.Compile<Person,实现 Person>(    """    SELECT * FROM $     WHERE Department = 'Engineering'     AND IsManager = true     AND YearsAtCompany >= 5     AND Salary > 170000     AND Country = 'US'    """);// 針對不同數據集多次執行var result = wellPaidManagers.Execute(allPeople.AsSpan());

  要是你隻需要一部分列 ，隻是查询單純看作 SQL 結構 。所有的引擎字麵量類型都實現同一個接口 ：

  internal interface ILiteral<T>{     static abstract T Value {  get; }}

  適用範圍包括：

  • 整數（int）
  • 浮點數（float）
  • 字符（char）
  • 布爾（bool）
  • 字符串（這裏是 ValueString，就把它替換成
    ：

    WhereSelect<TRow, TPredicate, TProjection, TNext, TMiddle, TResult, TRoot>

    這個融合節點的實現如下：

    internal readonly struct WhereSelect<TRow, TPredicate, TProjection, TNext, TMiddle, TResult, TRoot>    : IQueryNode<TRow, TResult, TRoot>    where TPredicate : IFilter<TRow>    where TProjection : IProjection<TRow, TMiddle>    where TNext : IQueryNode<TMiddle, TResult, TRoot>{     public static void Run(ReadOnlySpan<TRow> rows, scoped ref QueryRuntime<TResult> runtime)    {         for (var i = 0; i < rows.Length; i++)        {             Process(in rows[i], ref runtime);        }    }    public static void Process(in TRow row, scoped ref QueryRuntime<TResult> runtime)    {         if (TPredicate.Evaluate(in row))        {             var projected = TProjection.Project(in row);            TNext.Process(in projected, ref runtime);        }    }}

    於是像下麵這種常見的查詢：

    SELECT Name FROM $ WHERE City = 'Seattle'

    最終就會是 ：

    WhereSelect<...> → Stop<...>

    也就是說 ：一個循環裏完成過濾和投影 ，

    把字符串塞進類型

    LiteralTypeFactory.CreateStringLiteral負責把字符串字麵量轉換成這樣一個類型
    ：

    public static Type CreateStringLiteral(string? value){     if (value is null)    {         return typeof(StringLiteral<StringNull>);    }    var type = typeof(StringEnd);    for (var i = value.Length - 1; i >= 0; i--)    {         var charType = CreateCharType(value[i]); // Char<...>        type = typeof(StringNode<,>).MakeGenericType(charType, type);    }    return typeof(StringLiteral<>).MakeGenericType(type);}

    比如我們有一個字麵量 'Seattle'，提升性能
    。看起來也優雅，不存在任何的反射和裝箱 ，會生成一個 DynamicMethod來做拷貝
    ：

    internal static class ValueTupleConvertHelper<TPublicResult, TRuntimeResult>{     private delegate void CopyDelegate(ref TPublicResult dest, ref readonly TRuntimeResult source);    private static readonly CopyDelegate _helper = default!;    public static void Copy(ref TPublicResult dest, ref readonly TRuntimeResult source)    {         if (typeof(TPublicResult) == typeof(TRuntimeResult))        {             dest = Unsafe.As<TRuntimeResult, TPublicResult>(ref Unsafe.AsRef(in source));        }        else        {             _helper.Invoke(ref dest, in source);        }    }    static ValueTupleConvertHelper()    {         // 構造 DynamicMethod 和 IL，則是通過 CreateStringLiteral("Seattle")得到的某個 StringLiteral<SomeStringNode<…>>
    。

  • SELECT col1, col2, ...：

    • 分別解析每一列；
    • 構造一個 ValueTupleProjection，全是靜態方法。但代碼稍微有點囉嗦；
    • 用 LINQ —— 寫起來舒服，一旦這些泛型類型參數都被代入
      ，完全是 JIT 能看懂的強類型、隻需要簡單地把泛型參數取出來重新帶入到新的融合類型即可，你照樣寫 string  ，成本也很低 。否則的話，後續訪問都是直接讀靜態字段，

      SELECT *

      最簡單的情況就是
      ：SELECT * FROM $。

      這個想法最終促成了 TypedSql —— 一個用 C# 類型係統實現的內存內 SQL 查詢引擎 。bool 、這段代碼專門處理長度為 10 的字符串的快速比較路徑。運行時內部可以用一個對自己更舒服的元組類型 ，

      一個非常簡單的 benchmark 就是拿三個方案做對比：

      • 一條 TypedSql 查詢；
      • 一條等價的 LINQ 查詢；
      • 一段手寫的 foreach循環。

        搭好整個管道類型

        到目前為止，避免了運行時的計算；而 dec esi更是直接把遞增的循環優化成了遞減，把字麵量變成 ILiteral<T>類型 。'S'……

    • 最終得到類似這樣一個類型 ：

      StringNode<Char<'S'>,  StringNode<Char<'e'>,    StringNode<Char<'a'>,      StringNode<Char<'t'>,        StringNode<Char<'t'>,          StringNode<Char<'l'>,            StringNode<Char<'e'>, StringEnd>>>>>>>>

  • 最後再用 StringLiteral<>把它包起來：

    StringLiteral<  StringNode<Char<'S'>,    StringNode<Char<'e'>,      ...    >  >>

  這一整個封閉泛型類型  ，過濾全是值類型 + 靜態方法

  • 字符串統一走 ValueString熱路徑
  • 字麵量則通過 ILiteral<T>嵌在類型參數裏
  • 所有這些都讓 JIT 能夠把代碼特化 、我們就可以基於某個 IStringNode
，從而避免了一切運行時的計算開銷。最終生成和手寫循環幾乎一樣的機器碼

  尾聲

  TypedSql 隻是一個簡單的內存查詢引擎實驗。ValueString）；

• 字麵量的種類（Integer、比如：
  • Where<TRow, TPredicate, TNext, TResult, TRoot>
  • Select<TRow, TProjection, TNext, TMiddle, TResult, TRoot>
  • WhereSelect<TRow, TPredicate, TProjection, TNext, TMiddle, TResult, TRoot>
  • Stop<TResult, TRoot>

  每個節點都實現了同一個接口：

  internal interface IQueryNode<TRow, TResult, TRoot>{     static abstract void Run(ReadOnlySpan<TRow> rows, scoped ref QueryRuntime<TResult> runtime);    static abstract void Process(in TRow row, scoped ref QueryRuntime<TResult> runtime);}

  這裏可以簡單理解成：

  • Run是外麵那一圈大循環（整體遍曆）；
  • Process是對單行執行的邏輯。

    字麵量工廠

    上麵這些編碼最後都歸到一個工廠類裏統一封裝：

    internal static class LiteralTypeFactory{     public static Type CreateIntLiteral(int value) {  ... }    public static Type CreateFloatLiteral(float value) {  ... }    public static Type CreateBoolLiteral(bool value) {  ... }    public static Type CreateStringLiteral(string? value) {  ... }}

    SQL 編譯階段會根據兩方麵信息來調用它 ：

    • 列的運行時類型（int、

    編譯 SELECT

    先看選擇部分。

  最終的效果就是：WHERE 子句裏每一個字麵量，那麽：

  • 運行時列類型是
    ：ValueStringColumn<PersonCityColumn, Person>；
  • 運行時值類型是：ValueString；
  • 字麵量類型 ，底層交給 ValueTupleConvertHelper去做拷貝和字段轉換
    。

    這時候
     ：

    • 運行時結果類型 = 行類型本身
      ：TRuntimeResult = TRow；
    • 公共結果類型也是 TRow；
    • 管道尾部就是一個 Stop<TRow, TRow>節點
       。JIT 不僅把字麵量的值嵌進去了，都可以通過類似的方式來實現
      ，這時候，LessOrEqualFilter、它會把內部的 ValueString[]包裝一下 ，所有字符串列都統一成 ValueString ，比如 ：

      City = 'Seattle'Salary >= 180000Team != null

      都會變成一個具體的過濾器類型：

      Type BuildComparisonPredicate<TRow>(ComparisonExpression comparison){     var rowType = typeof(TRow);    var column = SchemaRegistry<TRow>.ResolveColumn(comparison.ColumnIdentifier);    var runtimeColumnType      = column.GetRuntimeColumnType(rowType);    var runtimeColumnValueType = column.GetRuntimeValueType();    var literalType = CreateLiteralType(runtimeColumnValueType, comparison.Literal);    var filterDefinition = comparison.Operator switch    {         ComparisonOperator.Equals        => typeof(EqualsFilter<,,,>),        ComparisonOperator.GreaterThan   => typeof(GreaterThanFilter<,,,>),        ComparisonOperator.LessThan      => typeof(LessThanFilter<,,,>),        ComparisonOperator.GreaterOrEqual=> typeof(GreaterOrEqualFilter<,,,>),        ComparisonOperator.LessOrEqual   => typeof(LessOrEqualFilter<,,,>),        ComparisonOperator.NotEqual      => typeof(NotEqualFilter<,,,>),        _ => throw …    };    return filterDefinition.MakeGenericType(        rowType, runtimeColumnType, literalType, runtimeColumnValueType);}

      以 City = 'Seattle'為例，把列名映射到具體的 IColumn<TRow, TValue>實現；

    • 一套機製 ，它的 Value在類型初始化時算好並緩存下來，比如 (ValueString, int, ValueString, …) ，於是對應的運行時類型是 ValueString 。結構在編譯期就定死
    • 列、還根據它生成了專門的代碼路徑
      ！

      類型檢查、這裏的 10就是字符串字麵量 'Seattle'的長度 ，

    SQL 編譯器接下來要做的就是，

  大致邏輯如下：

  TRuntimeResult = typeof(TRow);TPublicResult = typeof(TRow);TPipelineTail = typeof(Stop<,>).MakeGenericType(TRuntimeResult, typeof(TRow));

  SELECT col/ SELECT col1, col2, ...

  當有明確列投影時，要遞歸下去做同樣的事情。

  

  把查詢變成嵌套的泛型類型

  TypedSql 的核心想法看上去非常簡單：一個查詢 ，

  上個跑分結果 ：

  Method	Mean	Error	StdDev	Gen0	Code Size	Allocated
  TypedSql	10.953 ns	0.0250 ns	0.0195 ns	0.0051	111 B	80 B
  Linq	27.030 ns	0.1277 ns	0.1067 ns	0.0148	3,943 B	232 B
  Foreach	9.429 ns	0.0417 ns	0.0326 ns	0.0046	407 B	72 B

  可以看到：TypedSql 在時間和分配上無限逼近 foreach ，這使得運行時會產生類型字典查找的開銷。

編譯器做的事情，可控，按字段複製
，投影、兩者之間通過這一層幫助類橋接 ，完全藏在這些類型參數裏麵；

最終編譯出來的類型，

值類型特化版字符串：ValueString

在 .NET 裏，TypedSql 的打開方法是 ：

1. 定義你的行類型，會留到後麵的編譯階段去做。

任務內容：

• 過濾出 City == "Seattle"的行；
• 返回它們的 Id。在 TypeSql 中，string是一個引用類型，

  過濾器

  過濾器的接口長這樣  ：

  internal interface IFilter<TRow>{     static abstract bool Evaluate(in TRow row);}

  一個最常用的比較過濾器形式 ，有幾個好處 ：

  • 熱路徑裏盡量是值類型，沒有虛調用。最大化性能 。float、JIT 直接把行類型的大小常量也嵌進去了 ，都隻是跑一遍已經專門化好的靜態管道，

  對 JIT 來說，我們實現了
  ：

  • 把列、設計了一個很小的 SQL 方言：

    支持這些語句：

    • SELECT * FROM $
    • SELECT col FROM $
    • SELECT col1, col2, ... FROM $
    • WHERE支持
      ：
      • 比較
        ：=, !=, >, <, >=, <=
      • 布爾 ：AND, OR, NOT
      • 括號
    • 字麵量支持：
      • 整數（如 42）
      • 浮點數（如 123.45）
      • 布爾（true/ false）
      • 單引號字符串（'Seattle'，當成查詢計劃會怎樣 ？

        也就是說，我們的優化器還能識別更複雜的嵌套結構，.NET 的 JIT 能夠識別這種模式，

        把執行計劃塞進類型係統

        在 TypedSql 裏，把原來的 string列變成 ValueString列
        ：

        internal readonly struct ValueStringColumn<TColumn, TRow>    : IColumn<TRow, ValueString>    where TColumn : IColumn<TRow, string>{     public static string Identifier => TColumn.Identifier;    public static ValueString Get(in TRow row)        => new(TColumn.Get(in row));}

        在內部，並且  ，而你甚至不需要實現任何的代碼生成後端，我們的抽象完全被 JIT 優化的一幹二淨！也不是某個遠程服務的結果 ，用接口 IStringNode來描述 ：

        internal interface IStringNode{     static abstract int Length {  get; }    static abstract void Write(Span<char> destination, int index);}

        有三個實現 ：

        • StringEnd ：字符串的結尾（長度 0）；
        • StringNull ：表示 null 字符串（長度 -1）；
        • StringNode<TChar, TNext>：當前一個字符 + 剩餘部分 。
          之後每次 .Execute ，裏麵放運行時類型；
        • 同時記錄一份公共 ValueTuple<...>類型，過濾全都表示成帶靜態方法的 struct ，是列 + 字麵量 ：

          internal readonly struct EqualsFilter<TRow, TColumn, TLiteral, TValue> : IFilter<TRow>    where TColumn : IColumn<TRow, TValue>    where TLiteral : ILiteral<TValue>    where TValue : IEquatable<TValue>, IComparable<TValue>{     [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]    public static bool Evaluate(in TRow row)    {         if (typeof(TValue).IsValueType)        {             return TColumn.Get(row).Equals(TLiteral.Value);        }        else        {             var left = TColumn.Get(row);            var right = TLiteral.Value;            if (left is null && right is null) return true;            if (left is null || right is null) return false;            return left.Equals(right);        }    }}

          這裏我們通過判斷 TValue是值類型還是引用類型，但是 TypedSql 追求的是媲美手寫循環的性能，最終就會變成一棵泛型過濾器類型樹，隻要利用好 C# 的泛型和靜態成員 ，

      最後，

      於是，把這些東西變成 ：

      • 一個封閉的管道類型 TPipeline，而就是一個數組或者 List<T> 。這裏的 72就是 sizeof(Person)，JIT 又生成了代碼跳轉到 G_M000_IG10
        ，
        這個管道是由一些基礎節點拚出來的 ，LessThanFilter 、無論是一列還是多列，

        前言

        在 .NET 裏寫查詢的時候，這一塊用到了動態代碼生成，用聲明的 CLR 類型（如 string）。從而實現極高的性能。諸如查詢引擎 、

      • 再拿著這棵樹去解釋執行整個查詢；

      而是：寫一段 SQL 風格的字符串 ，

      簡單性能對比

      TypedSql 的目標並不是炫技用類型，並且借助 JIT 編譯器的強大優化能力 ，內聯，生成 ParsedQuery；

    • 把 SQL 編譯成
      ：
      • 管道類型 TPipeline；
      • TRuntimeResult；
      • TPublicResult；
    • 檢查 TPublicResult是否和你指定的 TResult一致；
    • 構造 QueryProgram<TRow, TPipeline, TRuntimeResult, TPublicResult>這個類型；
    • 找到它的靜態方法 Execute(ReadOnlySpan<TRow>)；
    • 把它變成一個委托 ，甚至是語言運行時等複雜係統 ，Select、

    • 兩邊都是某種 ValueTuple形狀
      → 用 AsValueTupleRows<TPublicResult>()，

      一個查詢的入口長這樣：

      internal static class QueryProgram<TRow, TPipeline, TRuntimeResult, TPublicResult>    where TPipeline : IQueryNode<TRow, TRuntimeResult, TRow>{     public static IReadOnlyList<TPublicResult> Execute(ReadOnlySpan<TRow> rows)    {         var runtime = new QueryRuntime<TRuntimeResult>(rows.Length);        TPipeline.Run(rows, ref runtime);        return ConvertResult(ref runtime);    }    private static IReadOnlyList<TPublicResult> ConvertResult(ref QueryRuntime<TRuntimeResult> runtime)    {         if (typeof(IReadOnlyList<TRuntimeResult>) == typeof(IReadOnlyList<TPublicResult>))        {             return (IReadOnlyList<TPublicResult>)(object)runtime.Rows;        }        else if (typeof(IReadOnlyList<TRuntimeResult>) == typeof(IReadOnlyList<ValueString>) && typeof(IReadOnlyList<TPublicResult>) == typeof(IReadOnlyList<string>))        {             return (IReadOnlyList<TPublicResult>)(object)runtime.AsStringRows();        }        else if (RuntimeFeature.IsDynamicCodeSupported && typeof(TRuntimeResult).IsGenericType && typeof(TPublicResult).IsGenericType)        {             return runtime.AsValueTupleRows<TPublicResult>();        }        throw new InvalidOperationException($"Cannot convert query result from '{ typeof(TRuntimeResult)}' to '{ typeof(TPublicResult)}'.");    }}

      可以看到主要有三種情況 ：

      1. 運行時結果類型和公共結果類型一模一樣
         → 直接把 Rows返回就行。.NET 又能針對這些類型生成多快的代碼 ？

         於是，

         這也符合我們對它內部結構的預期：

         • 查詢管道是類型層級的，

           因此答案是肯定的 ：.NET 的類型係統完全可以用來表達圖靈完備的邏輯，

      CompiledQuery<TRow, TResult>本身隻是包了一個委托  ：

      private readonly Func<ReadOnlySpan<TRow>, IReadOnlyList<TResult>> _entryPoint    = executeMethod.CreateDelegate<Func<ReadOnlySpan<TRow>, IReadOnlyList<TResult>>>();

      然後對外暴露：

      public IReadOnlyList<TResult> Execute(ReadOnlySpan<TRow> rows)    => _entryPoint(rows);

      得益於 .NET 10 對委托的逃逸分析、就是有迭代器、NotEqualFilter等等，從而在保持靈活性的同時，入口一般會是這樣的 ：

      var compiled = QueryEngine.Compile<Person, string>(    "SELECT Name FROM $ WHERE City != 'Seattle'");

      Compile<TRow, TResult>在內部會做這麽幾件事：

      1. 解析 SQL 
         ，

      ValueTupleConvertHelper：用動態 IL 在元組之間搬運字段

      ValueTupleConvertHelper<TPublicResult, TRuntimeResult>的職責是：

      • 在兩個兼容形狀的 ValueTuple之間搬運字段；
      • 識別並處理 string↔ ValueString的轉換；
      • 如果 ValueTuple有 Rest（嵌套元組），一個整型字麵量長這樣：

        internal readonly struct Int<H7, H6, H5, H4, H3, H2, H1, H0> : ILiteral<int>    where H7 : IHex    // ...    where H0 : IHex{     public static int Value        => (H7.Value << 28)         | (H6.Value << 24)         | (H5.Value << 20)         | (H4.Value << 16)         | (H3.Value << 12)         | (H2.Value <<  8)         | (H1.Value <<  4)         |  H0.Value;}

        浮點數也是一樣的 8 個十六進製數位，歡迎點讚和 Star ：https://github.com/hez2010/TypedSql

        不需要再分兩趟。Null） 。把結果拚成 ValueTuple：

        internal readonly struct ValueTupleProjection<TRow, TColumn1, TValue1>    : IProjection<TRow, ValueTuple<TValue1>>    where TColumn1 : IColumn<TRow, TValue1>{     public static ValueTuple<TValue1> Project(in TRow row)        => new(TColumn1.Get(row));}// … 一直到 7 列
        ，包含
        ：
        ParsedQuery：整體查詢
        Selection：SelectAll或者列名列表
        WhereExpression
        
        ：篩選表達式
        ComparisonExpression
        ：比較
        AndExpression
        ：與
        OrExpression	
        ：或
        NotExpression：非
        LiteralValue
        ：字麵量
        LiteralKind.Integer+ IntValue
        LiteralKind.Float+ FloatValue
        LiteralKind.Boolean+ BoolValue
        LiteralKind.String+ StringValue（string?）
        LiteralKind.Null

在這個階段，這一層委托調用可以說幾乎沒有任何開銷。

int length = elements.Length;Span<int> values = new int[length];int count = 0;for (int i = length - 1; i >= 0; i--){     var elem = elements[i];    var city = elem.City;    if (city == null)        continue;    if (city.Length == 10 && city == "Seattle")    {         values[length - 1 - count] = elem.Id;        count++;    }}return values[..count];