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基于DynamicExpresso的自定义表达式计算

项目来由

公司某部门要根据原始数据，进行复杂运算。得到一些指标。因为用excel计算需要使用人的excel技能非常高，而且很繁琐。所以需要It帮忙做一个这样的算法库，可以直接调用。但后来因为公司采购了MES，Mes中包含该功能，所以项目终止了。但花了1周研究的东西，还是不希望就这样流产了。特放到博客园上，希望各位大牛能有闲的时候，能帮忙一起优化。如果能把 DynamicExpresso 这玩意儿也自己写了，还是相当有意义的。代码我会放到 gitee上  。大家有需要的尽管拿去用。目前已经实现的内容是，单数据源已经实现了自定义计算的功能。下面会做详细介绍。

先看看 DynamicExpresso 能干什么

DynamicExpresso GitHub项目地址
文档里面写的很清楚了。我只阐述我用过的内容,他的运行规则是这样的：

以下是具体的应用实例

表达式运算：

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

自定义方法：

    Func<double, double, double> pow = (x, y) => Math.Pow(x, y);    var target = new Interpreter().SetFunction("pow", pow);     Assert.AreEqual(9.0, target.Eval("pow(3, 2)"));

搜索数据，并运算

class Customer{	public string Name { get; set; }	public int Age { get; set; }	public char Gender { get; set; }}[Test]public void Linq_Where(){	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 = "customer.Age > 18 && customer.Gender == 'F'";	var interpreter = new Interpreter();	Func<Customer, bool> dynamicWhere = interpreter.ParseAsDelegate<Func<Customer, bool>>(whereExpression, "customer");	Assert.AreEqual(1, customers.Where(dynamicWhere).Count());}

以上实例很具备代表性了。

再看看我们需要干什么

以实际需求为例
最终的表达式是这样的：

    result = 1 - (a - b) / (a1 - b1)    a,a1 需要通过条件查询得到。    b,b1 分别为两个点的斜率。

a的查询条件可能是这样的，下面定义为在项目中定义为Conditianal ,在方法中定义为 filter

        Score == like(u_arg_2,"Score") && Power == u_arg_0        # u_arg_2 为用户输入的参数。          # u_arg_0 为用户输入的参数。        # like 是一个内置函数，需要自己实现。比如，用户输入 12.4 那么需要找到在数据源中，Score字段跟 12.4最接近的数。        # 实则上述表达式 只是一个过滤条件，实际上需要根据过滤条件得到指定的变量值。

b 和 a 类似，这里就不多做介绍了。

表达式计算的结构设计和实现思路

用户输入参数。
根据表达式，获取需要的数据，再赋值给相应的变量。
重复步骤2，直到表达式需要的所有参数都被赋值。
计算表达式。

定义了如下类结构

接口名称	作用
IArg	所有参数的基类接口
IArgConverter	参数的类型转换行为
IConditional	查询条件接口
IAlgorithm	算法接口
IAlgorithmBehaviours	算法行为接口
IArg	所有参数的基类接口

实则 IAlgorithmBehaviours 抽象的并不规范。有兴趣的朋友希望能一起改进这个项目。可以联系我邮箱 1102043058@qq.com.

整个算法结构我用json格式定义。前端提交到接口，接口解析数据，并反序列化给算法处理程序。计算结果即可。

算法结构：

{  "TableName": "tablename",  "DataFilter": "HoleID == u_arg_13 && ( Temperature == u_arg_0 || Temperature == u_arg_1 ) && TestType = u_arg_14",  "UserParameters": [    {      "name": "u_arg_14",      "display": "批次",	  "datatype":"double",      "value": 1    },    {      "name": "u_arg_13",      "display": "孔位",	  "datatype":"double",      "value": 1    },    {      "name": "u_arg_0",      "display": "温度1",	  "datatype":"double",      "value": 25    },    {      "name": "u_arg_1",      "display": "温度2",	  "datatype":"double",      "value": 85    },    {      "name": "u_arg_2",      "display": "功率",	  "datatype":"double",      "value": 80    },    {      "name": "u_arg_9",      "display": "第一个点",	  "datatype":"point",      "value": "(1.3454533,1.0822343)"    },    {      "name": "u_arg_10",      "display": "第二个点",	  "datatype":"point",      "value": "(1.3454533,1.0822343)"    },    {      "name": "u_arg_11",      "display": "第三个点",	  "datatype":"point",      "value": "(1.3454533,1.0822343)"    },    {      "name": "u_arg_12",      "display": "第四个点",	  "datatype":"point",      "value": "(1.3454533,1.0822343)"    }  ],  "Conditions": [    {      "assigns": [ "u_arg_3 = current", "u_arg_4 = MDPCurrent" ],      "condition": "Power == like(u_arg_2,\"Power\",\" Temperature == u_arg_0\") && Temperature == u_arg_0"    },    {      "assigns": [ "u_arg_5 = current" ],      "condition": "MPDCurrent == u_arg_4 && Temperature == u_arg_2"    }  ],  "Expression": "1 - (u_arg_3 - ith1(u_arg_9,u_arg_10)) / (u_arg_5 - ith1(u_arg_11,u_arg_12))"}

ith1,like 为自定义方法。

实际调用情况是这样的。

调用代码

    Stopwatch watch = new Stopwatch();    watch.Start();    List<IArg> inputs = new List<IArg>();    inputs.Add(new ArgUser() { Name = "arg0", Display = "温度1", Value = "25", DataType = "double" });    inputs.Add(new ArgUser() { Name = "arg1", Display = "温度2", Value = "85", DataType = "double" });    inputs.Add(new ArgUser() { Name = "arg2", Display = "功率", Value = "17.3", DataType = "double" });    List<IConditional> querys = new List<IConditional>();    Conditional conditional = new Conditional()    {        Assign = new List<string>() { "arg3 = Current", "arg4 = MPDCurrent" },        Condition = "d.Power == like(arg2,\"d.Power\",\"d.Temperature = arg0\") && d.Temperature == arg0"    };    querys.Add(conditional);    Algorithm algorithm = new Algorithm()    {        UserParameters = inputs,        Conditions = null,        Expression = "arg1 + arg2 + arg0",        Name = "测试算法"    };     AlgorithmProcess<Data> process = new AlgorithmProcess<Data>(datas, algorithm);    Console.WriteLine($"算法结果：{process.Execute()}");     watch.Stop();      Console.WriteLine($"整体耗时：{watch.Elapsed.TotalSeconds}");