C#使用第三方組件實現(xiàn)動態(tài)解析和求值字符串表達式

更新時間：2022年06月22日 14:38:00 作者：伍華聰

這篇文章主要介紹了C#如何使用第三方組件（LambdaParser、DynamicExpresso、Z.Expressions）實現(xiàn)動態(tài)解析和求值字符串表達式，感興趣的小伙伴可以跟隨小編一起了解一下

介紹

在進行項目開發(fā)的時候，剛好需要用到對字符串表達式進行求值的處理場景，因此尋找了幾個符合要求的第三方組件LambdaParser、DynamicExpresso、Z.Expressions，它們各自功能有所不同，不過基本上都能滿足要求。它們都可以根據(jù)相關(guān)的參數(shù)進行字符串表達式的求值，本篇隨筆介紹它們?nèi)叩氖褂么a，以及總結(jié)其中的一些經(jīng)驗。

數(shù)學(xué)表達式求值應(yīng)該是最常見的，一般我們在應(yīng)用程序中如果需要計算，是需要對參數(shù)進行類型轉(zhuǎn)換，然后在后臺進行相應(yīng)計算的。但是如果是計算一些符合的式子或者公式，特別是參數(shù)不一定的情況下，這個就比較麻煩。利用第三方組件，對表達式進行快速求值，可以滿足我們很多實際項目上的需求，而且處理起來也很方便。

這幾個第三方組件，它們的GitHub或官網(wǎng)地址：

https://github.com/nreco/lambdaparser

https://github.com/dynamicexpresso/DynamicExpresso

https://eval-expression.net/eval-execute

不過Z.Expressions是收費的，前兩者都是免費的。

我使用字符串表達式進行求值的場景，主要就是想對一個SQL條件的表達式，轉(zhuǎn)換為普通的字符串表達式，然后根據(jù)對象的參數(shù)值，進行求值處理，這幾個表達式求值組件都支持這樣的操作，為了更好演示它們的使用效果及代碼，我們專門創(chuàng)建了一個案例代碼進行測試驗證，確認(rèn)滿足我的實際需求。

1、Z.Expressions.Eval 表達式解析

Z.Expression.Eval是一個免費開源的（后續(xù)收費了），可擴展的，超輕量級的公式化語言解析執(zhí)行工具包，可以在運行時解析C#表達式的開源免費組件。Z.Expressions從2.0開始支持了NetCore，但是收費的。參考地址：https://riptutorial.com/eval-expression/learn/100000/getting-started 或者 https://eval-expression.net/eval-execute。

在運行時解析C#表達式，例如一些工資或者成本核算系統(tǒng)，就需要在后臺動態(tài)配置計算表達式，從而進行計算求值。

下面對幾個不同的案例代碼進行介紹及輸出結(jié)果驗證

匿名類型處理

//匿名類型
string expression = "a*2 + b*3 - 3";
int result = Eval.Execute<int>(expression, new { a = 10, b = 5 });
Console.WriteLine("{0} = {1}", expression, result); //a*2 + b*3 - 3 = 32

指定參數(shù)

//指定參數(shù)
expression = "{0}*2 + {1}*3 - 3";
result = Eval.Execute<int>(expression, 10, 5);
Console.WriteLine("{0} = {1}", expression, result);//{0}*2 + {1}*3 - 3 = 32

類對象

//類對象
expression = "a*2 + b*3 - 3";
dynamic expandoObject = new ExpandoObject();
expandoObject.a = 10;
expandoObject.b = 5;

result = Eval.Execute<int>(expression, expandoObject);
Console.WriteLine("{0} = {1}", expression, result); //a*2 + b*3 - 3 = 32

字典對象

//字典對象
expression = "a*2 + b*3 - 3";
var values = new Dictionary<string, object>()
{
    { "a", 10 },
    { "b", 5 }
};

result = Eval.Execute<int>(expression, values);
Console.WriteLine("{0} = {1}", expression, result);//a*2 + b*3 - 3 = 32

委托類型

//委托類型1
expression = "{0}*2 + {1}*3";
var compiled = Eval.Compile<Func<int, int, int>>(expression);
result = compiled(10, 15);
Console.WriteLine("{0} = {1}", expression, result);//{0}*2 + {1}*3 = 65

//委托類型2
expression = "a*2 + b*3";
compiled = Eval.Compile<Func<int, int, int>>(expression, "a", "b");
result = compiled(10, 15);
Console.WriteLine("{0} = {1}", expression, result);//a*2 + b*3 = 65

字符串?dāng)U展支持

//字符串?dāng)U展支持-匿名類型
expression = "a*2 + b*3 - 3";
result = expression.Execute<int>(new { a = 10, b = 5 });
Console.WriteLine("{0} = {1}", expression, result);//a*2 + b*3 - 3 = 32

//字符串?dāng)U展支持-字典類型
expression = "a*2 + b*3 - 3";
values = new Dictionary<string, object>()
{
    { "a", 10 },
    { "b", 5 }
};
result = expression.Execute<int>(values);
Console.WriteLine("{0} = {1}", expression, result);//a*2 + b*3 - 3 = 32

可以看出，該組件提供了非常豐富的表達式運算求值處理方式。

2、NReco.LambdaParser 表達式解析

我看中這個組件的處理，主要是因為它能夠傳入?yún)?shù)是字典類型，這樣我可以非常方便的傳入各種類型的參數(shù)，并且這個組件比較接近SQL語法，可以設(shè)置利用常規(guī)的=代替表達式的==，這樣對于SQL語句來說是方便的。

它的案例代碼如下所示。

/// <summary>
/// NReco.LambdaParser 表達式解析
/// </summary>
private void btnLamdaParser_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var lambdaParser = new NReco.Linq.LambdaParser();

    var dict = new Dictionary<string, object>();
    dict["pi"] = 3.14M;
    dict["one"] = 1M;
    dict["two"] = 2M;
    dict["test"] = "test";
    Console.WriteLine(lambdaParser.Eval("pi>one && 0<one ? (1+8)/3+1*two : 0", dict)); // --> 5
    Console.WriteLine(lambdaParser.Eval("test.ToUpper()", dict)); // --> TEST


    Console.WriteLine(lambdaParser.Eval("pi>one && 0<one ", dict)); // --> True
    Console.WriteLine(lambdaParser.Eval("test.ToUpper()", dict)); // --> TEST
}

同樣它支持的算術(shù)符號操作有：+, -, *, /, %，以及常規(guī)的邏輯判斷：==, !=, >, <, >=, <=，如果需要它允許把=作為==比較，那么設(shè)置屬性 AllowSingleEqualSign = true 即可，如下代碼。

var lambdaParser = new LambdaParser();
    lambdaParser.AllowSingleEqualSign = true;//可以使用 = 作為邏輯判斷，如Title ="Leader"，而不用Title =="Leader"
    var evalResult = lambdaParser.Eval(repalce, dict);

該組件沒有過多提供例子，不過它的例子提供的關(guān)鍵點，基本上都能實現(xiàn)我們實際的表達式求值處理要求了。

3、DynamicExpresso 表達式解析

相對于LambdaParser的簡潔、Z.Expressions收費處理，Dynamic Expresso 可以說是提供了一個非常強大的、免費開源的處理類庫，它提供非常多的表達式求值的實現(xiàn)方式。

簡單的字符串表達式求值如下代碼

var interpreter = new<strong> Interpreter</strong>();
var result = interpreter.Eval("8 / 2 + 2");

但是一般我們需要傳入一定的參數(shù)進行表達式求值的。

var target = new<strong> Interpreter</strong>();
double result = target.Eval<double>("Math.Pow(x, y) + 5",
     new Parameter("x", typeof(double), 10),
     new Parameter("y", typeof(double), 2));

或者

var interpreter = new<strong> Interpreter</strong>();
var parameters = new[] {
    new Parameter("x", 23),
    new Parameter("y", 7)
};
Assert.AreEqual(30, interpreter.Eval("x + y", parameters));

或者賦值指定的參數(shù)

var target = new Interpreter().SetVariable("myVar", 23);
Assert.AreEqual(23, target.Eval("myVar"));

對于字典類型的處理，是我喜歡的方式，它的案例代碼如下所示。

var interpreter = new<strong> Interpreter</strong>();
var dict = new Dictionary<string, object>();
dict.Add("a", 1.0);
dict.Add("b", 2);
dict.Add("d", 4);
dict.Add("e", 5);
dict.Add("str", 'f');

foreach (var v in dict)
{
    object value = v.Value;
    int para = 0;
    if (int.TryParse(v.Value.ToString(), out para))
    {
        value = (float)para;
    }
    interpreter.SetVariable(v.Key, value);
}
Console.WriteLine(interpreter.Eval("a+b").ToString()); //3
Console.WriteLine(interpreter.Eval("a/b").ToString()); //0.5
Console.WriteLine(interpreter.Eval("a > b").ToString()); //False
Console.WriteLine(interpreter.Eval("str == 'f'").ToString()); //True

對于類的屬性表達式查詢，測試代碼如下所示

var customers = new List<Customer> {
        new Customer() { Name = "David", Age = 31, Gender = 'M' },
        new Customer() { Name = "Mary", Age = 29, Gender = 'F' },
        new Customer() { Name = "Jack", Age = 2, Gender = 'M' },
        new Customer() { Name = "Marta", Age = 1, Gender = 'F' },
        new Customer() { Name = "Moses", Age = 120, Gender = 'M' },
    };
    string whereExpression = "<strong>customer.Age > 18 && customer.Gender == 'F'</strong>";

    Func<Customer, bool> dynamicWhere = interpreter.ParseAsDelegate<Func<Customer, bool>>(whereExpression, "<strong>customer</strong>");
    Console.WriteLine(customers.Where(dynamicWhere).Count());//=> 1


    var customer_query = (new List<Customer> {
        new Customer() { Name = "David", Age = 31, Gender = 'M' },
        new Customer() { Name = "Mary", Age = 29, Gender = 'F' },
        new Customer() { Name = "Jack", Age = 2, Gender = 'M' },
        new Customer() { Name = "Marta", Age = 1, Gender = 'F' },
        new Customer() { Name = "Moses", Age = 120, Gender = 'M' },
    }).AsQueryable();
    whereExpression = "<strong>customer.Age > 18 && customer.Gender == 'F'</strong>";

    var expression = interpreter.ParseAsExpression<Func<Customer, bool>>(whereExpression, "<strong>customer</strong>");
    Console.WriteLine(customer_query.Where(expression).Count());//=> 1

4、SQL條件語句的正則表達式和字符串求值處理

前面介紹了幾個表達式求值處理的組件，他們基本上都能夠滿足實際的求值處理，只是提供的功能有所側(cè)重。

我主要希望用它來對特定的表達式進行求布爾值，判斷表達式是否滿足條件的。

例如對于sql條件語句:(Amount> 500 and Title ='Leader') or Age> 32, 以及一個字典對象的參數(shù)集合，我希望能夠提取里面的Amount、Title、Leader、Age這樣的鍵，然后給字典賦值，從而判斷表達式的值。

由于sql表達式和C#代碼的表達式邏輯語法有所差異，我們需要替換and Or 為實際的&& || 字符，因此給定替換的正則表達式：\sand|\sor

而我需要先提取條件語句的鍵值內(nèi)容，然后獲得指定的鍵參數(shù)，那么也要提供一個正則表達式：\w*[^>=<!'()\s] ，這個正則表達式主要就是提取特定的字符匹配。

提取內(nèi)容的C#代碼邏輯如下所示。

private void btnRegexExtract_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            var source = this.txtSource.Text;

            //先替換部分內(nèi)容 \sand|\sor
            source = Regex.Replace(source, this.txtReplaceRegex.Text, "");//替換表達式
            //增加一行記錄主內(nèi)容
            this.txtContent.Text += "替換正則表達式后內(nèi)容:";
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.Text += source;
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);

            //在匹配內(nèi)容處理
            var regex = new Regex(this.txtRegex.Text);
            var matches = regex.Matches(source);

            //遍歷獲得每個匹配的內(nèi)容
            var fieldList = new List<string>();
            int i = 0;
            foreach (Match match in matches)
            {
                this.txtContent.AppendText(match.Value);
                this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
                if (i++ % 2 == 0)
                {
                    fieldList.Add(match.Value);
                }
            }
            this.txtContent.AppendText("獲得表達式鍵：");
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText(fieldList.ToJson());
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);

            var repalce = ReplaceExpress(this.txtSource.Text);
            this.txtContent.AppendText("替換And=>&& or=>|| '=> \" 操作符后內(nèi)容:");
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText(repalce);
        }

/// <summary>
        /// 替換And=>&& or=>|| '=> \" 操作符后內(nèi)容
        /// </summary>
        /// <param name="source"></param>
        /// <returns></returns>
        private string ReplaceExpress(string source)
        {
            //操作符替換表達式
            var repalce = Regex.Replace(source, @"\sand\s", " && "); //and => &&
            repalce = Regex.Replace(repalce, @"\sor\s", " || "); //or => ||
            repalce = Regex.Replace(repalce, @"'", "\""); //'=> \"

            return repalce;
        }

表達式處理結(jié)果如下所示

它的邏輯代碼如下。

private void btnRunExpression_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //操作符替換表達式
            var repalce = ReplaceExpress(this.txtSource.Text);
            this.txtContent.Text = "替換And=>&& or=>|| '=> \" 操作符后內(nèi)容:";
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.Text += repalce;
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);

            //(Amount> 500 and Title ='Leader') or Age> 32
            var dict = new Dictionary<string, object>();
            dict["Amount"] = 600;
            dict["Title"] = "Leader";
            dict["Age"] = 40;
            
            this.txtContent.AppendText("字典內(nèi)容");
            foreach(var key in dict.Keys)
            {
                this.txtContent.AppendText($"{key}:{dict[key]} ");
            }
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);

            //var valComparer = new ValueComparer() { NullComparison = ValueComparer.NullComparisonMode.Sql };
            //var lambdaParser = new LambdaParser(valComparer);
            var lambdaParser = new LambdaParser();
            lambdaParser.AllowSingleEqualSign = true;//可以使用=作為判斷，如Title ="Leader"，而不用Title =="Leader"
            var express1 = "(Amount> 500 && Title = \"Leader\") or Age>30";
            var result1 = lambdaParser.Eval(express1, dict);
            this.txtContent.AppendText("LambdaParser 表達式處理：");
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText(express1 + " => " + result1);

            var express2 = "( Amount> 500 && Title =\"leader\" )"; //字符串比較（''=> ""）
            var result2 = lambdaParser.Eval(express2, dict);
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText(express2 + " => " + result2);

            var express3 = "Amount> 500";
            var result3 = lambdaParser.Eval(express3, dict);
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText(express3 + " => " + result3);

            var express4 = "Title = \"Leader\" "; //字符串比較（''=> ""）
            var result4 = lambdaParser.Eval(express4, dict);
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText(express4 + " => " + result4);

            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            Console.WriteLine(lambdaParser.Eval("Title.ToString()", dict)); // --> Leader

            //DynamicExpresso 表達式解析處理
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText("DynamicExpresso 表達式解析處理：");

            var interpreter = new Interpreter();
            foreach (var v in dict)
            {
                interpreter.SetVariable(v.Key, v.Value);
            }
            //express3 = "Amount> 500";
            var result33 = interpreter.Eval(express3);
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText(express3 + " => " + result33);

            //使用''出錯，字符串比較需要使用""
            try
            {
                express4 = "Title == \"Leader\" ";
                var result44 = interpreter.Eval(express4);
                this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
                this.txtContent.AppendText(express4 + " => " + result44);
            }
            catch(Exception ex)
            {
                this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
                this.txtContent.AppendText(express4 + ",解析出錯 => " + ex.Message);
            }

            //var dict = new Dictionary<string, object>();
            //dict["Amount"] = 600;
            //dict["Title"] = "Leader";
            //dict["Age"] = 40;
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText("Z.Expressions.Eval 表達式解析：");
            var result333 = express3.Execute<bool>(dict);
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText(express3 + " => " + result333);

            express4 = "Title == 'Leader'"; //Z.Expressions可以接受 ' 代替 "
            var result444 = express4.Execute<bool>(dict);
            this.txtContent.AppendText(Environment.NewLine);
            this.txtContent.AppendText(express4 + " => " + result444);
        }

這樣我們就可以轉(zhuǎn)換SQL條件表達式為實際的C#表達式，并通過賦值參數(shù)，實現(xiàn)動態(tài)表達式的求值處理。

到此這篇關(guān)于C#使用第三方組件實現(xiàn)動態(tài)解析和求值字符串表達式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C#解析求值字符串表達式內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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