从字符串描述构建布尔函数答案

【问题标题】：Building a boolean function from a string description从字符串描述构建布尔函数
【发布时间】：2011-08-31 07:39:26
【问题描述】：

我有一个大型的布尔值数据库，并希望构建一个框架，以便轻松地对所有值运行查询。为此，我想编写一个函数，给定一个布尔表达式的字符串表示形式，它将在数据库的所有元素上评估该表达式。例如，给定输入

(a && b) || c

该函数将构造另一个将评估的函数

return (funcA() && funcB()) || funcC();

其中funcA、funcB 和funcC 是返回布尔值的函数

【问题讨论】：

我看不出这将如何返回真/假值？
在我看来，这似乎是一个过度设计的解决方案，或者可能已经为您的问题提供了解决方案。你想用这个函数解决什么问题？
@Nahum Litvin- 如果你自己解决了这个问题，你应该用那个答案回答你自己的问题，而不是更新问题。这样，您就可以接受您的回答并将问题标记为已解决。

标签： c# algorithm parsing expression-evaluation

【解决方案1】：

这似乎最好分三步完成。

首先，您需要弄清楚您应该评估的具体内容。这通常分两个步骤完成，称为扫描和解析。扫描的工作是将输入字符串分解为一系列 tokens，即组成文本的更小的逻辑单元。例如，给定字符串

(a && b)

你可以把它分解成令牌

(
a
&&
b
)

通常，这是使用正则表达式完成的，但您也可以手动完成。主要思想是将确定字符串片段的任务与查看这些片段如何相关的任务分开。

扫描输入后，您需要对其进行解析以确定所说的内容。也就是说，您将把标记重新组合成一个完整的数学表达式，编码运算符优先级、正在使用什么操作数等。有很多算法可以做到这一点，但其中最简单的可能是 Dijkstra 的 shunting yard algorithm，这很容易实现。您可能会使用抽象语法树（一种对输入结构进行编码的树结构）来存储此解析步骤的输出。

此时，您对要评估的表达式的含义有了明确的解释，您需要实际评估它！为此，您可能会为每个 AST 节点定义一些函数以从该节点生成值。对于 && 之类的运算符，您将评估左右子表达式，然后计算它们的 AND（或者如果 lhs 为假，则可能使用短路来避免计算 rhs）。对于单个字母，您可以使用反射来调用相应的方法，或者可以有一个将名称映射到函数的表（取决于您想要的安全性。）

作为编码方面的潜在优化，您可能需要考虑省略 AST 的构建，而只计算您想要的值。调车场算法（以及许多其他解析器，例如自上而下的 LL(1) 或自下而上的 LR(1) 解析器）通常允许您根据表达式的组成表达式计算某个表达式的整体值，并且它以这种方式编码可能更容易。但是，如果您计划在像数据库这样的庞大数据集上使用所描述的函数，计算 AST 将为您提供一个对象，您可以在数据库中的每个值上调用该对象以生成您想要的值。

如果您计划对大量数据运行非常复杂的查询，您甚至可能想更进一步，将生成的表达式实际转换为 C# 代码，然后编译并加载到正在运行的程序中。我在 Java 中看到过使用此方法效果很好的示例，但这是针对性能非常高的应用程序而言的，除非您用尽所有其他选项，否则可能有点过头了。

希望这会有所帮助！

【讨论】：

【解决方案2】：

好的，这是我选择的解决方案。

我使用以下代码项目

http://www.codeproject.com/KB/dotnet/Expr.aspx

我得到标志和规则 ID 的列表例如：ArgsList = List<string> ={"0","&&","5"} // (0&&5)

   int id;
   var tmp = new List<string>();
   //------------------------------//
   foreach( string arg in ArgsList)
   {
       if( ( arg != "&&" && arg != "||" && arg != ")" && arg != "(" ) )
       {
          try
          {
              id = int.Parse(arg);
          }
          catch( Exception ex )
          {
               return false;
          }
          tmp.Add(GetRuleById(id, ref errorString).Check(wwObject, ref errorString).ToString());
       }
       else
       {
            tmp.Add(arg);
       }
  }

  //foreach converts it to List<string> = {"True","&&","False"}
  string stringtoeval;
  stringtoeval = string.Join(string.Empty, tmp.ToArray()).ToLower();//"True&&False"
  return (bool)EvalCSCode.EvalCSCode.Eval(stringtoeval);//returns false

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以通过解析输入字符串然后使用反射来创建您想要执行的方法并执行它们来完成此操作，但这是一个相当复杂的解决方案。你到底想用这个来完成什么？使用 lambdas 和表达式树和委托可能会有更好的方法。

【讨论】：

+1 表示反思...哦，在发布我之前没有看到你回答。

【解决方案4】：

你有括号，所以你必须解析它（递归地，在堆栈上，无论如何）需要首先评估的子表达式。您必须解析运算符（&&、||、!）以及符号（a、b、c），并将它们替换为适当的逻辑运算符或函数调用。

让你开始：

除非您以 ! 开头，否则您将以符号开头操作员。

如果以符号开头，下一个字符最好是二元运算符（&&、||）。之后的字符最好是子表达式或符号。如果它是一个子表达式，则递归地评估它。如果是符号，则关闭中间的哪个运算符，并酌情将它们与或或组合在一起，并返回值。

【讨论】：

【解决方案5】：

我认为这可以使用.NET反射来完成，而不是深入解析的细节（因为我看到了C#标签，我希望这个解决方案是可以的）。使用反射emit a method 对给定表达式求值，然后调用此方法以获取结果。我个人觉得为此编写解析器比使用 .NET 反射更难，也更耗时。

【讨论】：