基於DynamicExpresso的自定義表示式計算

專案來由

公司某部門要根據原始資料，進行復雜運算。得到一些指標。因為用excel計算需要使用人的excel技能非常高，而且很繁瑣。所以需要It幫忙做一個這樣的演算法庫，可以直接呼叫。但後來因為公司採購了MES，Mes中包含該功能，所以專案終止了。但花了1周研究的東西，還是不希望就這樣流產了。特放到部落格園上，希望各位大牛能有閒的時候，能幫忙一起優化。如果能把 DynamicExpresso 這玩意兒也自己寫了，還是相當有意義的。程式碼我會放到 gitee上  。大家有需要的儘管拿去用。目前已經實現的內容是，單資料來源已經實現了自定義計算的功能。下面會做詳細介紹。
 

先看看 DynamicExpresso 能幹什麼

DynamicExpresso GitHub專案地址
文件裡面寫的很清楚了。我只闡述我用過的內容,他的執行規則是這樣的：

以下是具體的應用例項

1. 表示式運算：

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

2. 自定義方法：

    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)"));
 

3. 搜尋資料，並運算

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());
}
 

以上例項很具備代表性了。

再看看我們需要幹什麼

以實際需求為例
最終的表示式是這樣的：

    result = 1 - (a - b) / (a1 - b1)
    a,a1 需要通過條件查詢得到。
    b,b1 分別為兩個點的斜率。

a的查詢條件可能是這樣的，下面定義為在專案中定義為Conditianal ,在方法中定義為 filter

        Score == like(u_arg_2,"Score") && Power == u_arg_0
        # u_arg_2 為使用者輸入的引數。  
        # u_arg_0 為使用者輸入的引數。
        # like 是一個內建函式，需要自己實現。比如，使用者輸入 12.4 那麼需要找到在資料來源中，Score欄位跟 12.4最接近的數。
        # 實則上述表示式 只是一個過濾條件，實際上需要根據過濾條件得到指定的變數值。

b 和 a 類似，這裡就不多做介紹了。

表示式計算的結構設計和實現思路

1. 使用者輸入引數。

2. 根據表示式，獲取需要的資料，再賦值給相應的變數。

3. 重複步驟2，直到表示式需要的所有引數都被賦值。

4. 計算表示式。

定義瞭如下類結構

實則 IAlgorithmBehaviours 抽象的並不規範。有興趣的朋友希望能一起改進這個專案。可以聯絡我郵箱 [email protected].

整個演算法結構我用json格式定義。前端提交到介面，介面解析資料，並反序列化給 演算法處理程式。計算結果即可。

演算法結構：

{
  "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",
      "value": 1
    },
    {
      "name": "u_arg_13",
      "display": "孔位",
      "value": 1
    },
    {
      "name": "u_arg_0",
      "display": "溫度1",
      "value": 25
    },
    {
      "name": "u_arg_1",
      "display": "溫度2",
      "value": 85
    },
    {
      "name": "u_arg_2",
      "display": "功率",
      "value": 80
    },
    {
      "name": "u_arg_9",
      "display": "第一個點",
      "value": "(1.3454533,1.0822343)"
    },
    {
      "name": "u_arg_10",
      "display": "第二個點",
      "value": "(1.3454533,1.0822343)"
    },
    {
      "name": "u_arg_11",
      "display": "第三個點",
      "value": "(1.3454533,1.0822343)"
    },
    {
      "name": "u_arg_12",
      "display": "第四個點",
      "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 為自定義方法。

實際呼叫情況是這樣的。

呼叫程式碼

    Stopwatch watch = new Stopwatch();
    watch.Start();
    List<IArg> inputs = new List<IArg>();
    inputs.Add(new ArgUser() { Name = "arg0", Display = "溫度1", Value = "25", DataType = "double" });
    inputs.Add(new ArgUser() { Name = "arg1", Display = "溫度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 = "測試演算法"
    }; 
    AlgorithmProcess<Data> process = new AlgorithmProcess<Data>(datas, algorithm);
    Console.WriteLine($"演算法結果：{process.Execute()}"); 
    watch.Stop();  
    Console.WriteLine($"整體耗時：{watch.Elapsed.TotalSeconds}");

datas是List資料。

專案地址：自定義表示式計算

如果本篇部落格對你有幫助，請幫忙推薦一下，謝謝！