C#/Python/Ruby 的表达式计算器

Question

我们有半复杂的表达式，格式如下：
"25 + [Variable1] > [Variable2]"

我们需要一个表达式求值器来解析表达式，并使用回调来询问变量值并计算出表达式的总体结果。它必须是回调，因为有数千个变量。

我们需要常用的数学运算符，但也需要诸如“if”之类的东西。语言越丰富越好。

我们可以使用任何我们想要的语言。有人有什么建议吗？

Answer 1

您是否考虑过使用 Mono.CSharp.Evaluator？看起来这与适当设置的 InteractiveBaseClass 结合起来可以很好地完成这个任务，并且花费最少的精力。

请注意，以下使用 Mono 2.11.1 alpha。

using System;
using System.Diagnostics;
using Mono.CSharp;
using NUnit.Framework;

public class MonoExpressionEvaluator
{
    [Test]
    public void ProofOfConcept()
    {
        Evaluator evaluator = new Evaluator(new CompilerContext(new CompilerSettings(), new ConsoleReportPrinter()));
        evaluator.InteractiveBaseClass = typeof (Variables);
        Variables.Variable1Callback = () => 5.1;
        Variables.Variable2Callback = () => 30;

        var result = evaluator.Evaluate("25 + Variable1 > Variable2");

        Assert.AreEqual(25 + Variables.Variable1 > Variables.Variable2, result);
        Console.WriteLine(result);
    }

    public class Variables
    {
        internal static Func<double> Variable1Callback;

        public static Double Variable1 { get { return Variable1Callback(); } }

        internal static Func<double> Variable2Callback;

        public static Double Variable2 { get { return Variable2Callback(); } }
    }
}

真可惜它运行得有点慢。例如，在我的 i7-m620 上，运行 10,000 次大约需要 8 秒：

[Test]
public void BenchmarkEvaluate()
{
    Evaluator evaluator = new Evaluator(new CompilerContext(new CompilerSettings(), new ConsoleReportPrinter()));
    evaluator.InteractiveBaseClass = typeof(Variables);
    Variables.Variable1Callback = () => 5.1;
    Variables.Variable2Callback = () => 30;

    var sw = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 1; i < 10000; i++)
        evaluator.Evaluate("25 + Variable1 > Variable2");
    sw.Stop();

    Console.WriteLine(sw.Elapsed);
}

00:00:07.6035024

如果我们可以解析它并将其编译为 IL，以便我们可以执行它，那就太好了以 .NET 速度运行，但这听起来有点像白日梦...

[Test]
public void BenchmarkCompiledMethod()
{
    Evaluator evaluator = new Evaluator(new CompilerContext(new CompilerSettings(), new ConsoleReportPrinter()));
    evaluator.InteractiveBaseClass = typeof(Variables);
    Variables.Variable1Callback = () => 5.1;
    Variables.Variable2Callback = () => 30;

    var method = evaluator.Compile("25 + Variable1 > Variable2");
    object result = null;
    method(ref result);
    Assert.AreEqual(25 + Variables.Variable1 > Variables.Variable2, result);

    Variables.Variable2Callback = () => 31;
    method(ref result);
    Assert.AreEqual(25 + Variables.Variable1 > Variables.Variable2, result);

    var sw = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 1; i < 10000; i++)
        method(ref result);
    sw.Stop();
    Console.WriteLine(sw.Elapsed);
}

00:00:00.0003799

天啊。

需要类似 IF 的类似 excel 的表达式结构吗？建立你自己的！

    [Test]
    public void ProofOfConcept2()
    {
        Evaluator evaluator = new Evaluator(new CompilerContext(new CompilerSettings(), new ConsoleReportPrinter()));
        evaluator.InteractiveBaseClass = typeof(Variables2);
        Variables.Variable1Callback = () => 5.1;
        Variables.Variable2Callback = () => 30;

        var result = evaluator.Evaluate(@"IF(25 + Variable1 > Variable2, ""TRUE"", ""FALSE"")");

        Assert.AreEqual("TRUE", result);
        Console.WriteLine(result);
    }

    public class Variables2 : Variables
    {
        public static T IF<T>(bool expr, T trueValue, T falseValue)
        {
            return expr ? trueValue : falseValue;
        }
    }

Answer 2

查看 NCalc。它是 .NET，应该支持您的要求。

Answer 3

纯表达式求值器实际上很容易编写。

请参阅这个 SO 答案，它显示了十几种语言的表达式评估器。您应该能够适应其中一项：

Code Golf：数学表达式求值器（即尊重 PEMDAS）

编辑：无论是谁搞砸了，显然都没有去检查那里的解决方案。是的，有很多是为了满足高尔夫规则（通常是“最小”）而挤在一起的，但其中大多数都用明文版本的算法解释得非常清楚。

Answer 4

嗯……你需要一种语言。您有 C#、VB.Net、IronPython、IronRuby 等。

使用正则表达式简单地替换打开的变量（也许您甚至提前知道它们并且只需要一个字符串。替换），然后使用 CodeDOM（对于 C# 或 VB.Net）或使用 DLR（IronPython、IronRuby）编译脚本。您可以简单地将变量作为方法参数添加到用于封装代码（对于 CodeDOM）的方法包装器中，或者只是将变量注入 DLR 中。
我们在业务团队中以更少的努力和可靠的努力实施了这两种变体。

当您紧急需要回调时，请在上面的解决方案中添加一个方法，该方法使用类似 ValueOf(string) 的名称与编程语言的主机进行通信。所以你可以写

ValueOf("A") > ValueOf("B") - 10

玩得开心。

Answer 5

http://code.google.com/p/bc-expression/

处理变量通过 lambda 或块回调进行查找。

理解数字、字符串和布尔常量。

一元运算符 + - !

运算符|| && < <= == != >= > + - * / %

使用 ( ) 分组

如果存在语法错误，则会引发 Expression::SyntaxError。