【awesome-dotnet-core-learning】(2)-Sprache.Calc-表達式電腦

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嚴格來說, Sprache.Calc隻是上一篇Sprache-解析器建構庫中介紹的Sprache的一個擴充庫,而且未羅列在awesome-dotnet-core中.但是表達式計算在很多應用中都有需求,是以單獨寫一篇部落格介紹它.

簡介

Sprache.Calc提供了簡單易用的表達式電腦功能.可将輸入的字元串做為一個表達式,轉換成結構化的LINQ表達式,并且可被編譯為可執行的委托.

特點

• 支援算術運算, 自定義函數和參數
• 轉換為LINQ表達式
• 可編譯成委托并執行
• 因為可編譯成委托,是以性能上與原生C#相同

快速上手

以下示例示範了用Sprache.Calc編寫一個計算表達式的程式.并示範了自定義函數和參數的使用方法.

1. 建立一個.NET Core的指令行應用程式(詳細步驟略)
2. 使用Nuget安裝Sprache.Calc:

   Install-Package Sprache.Calc
              

3. 在

   Program.cs

   中,首先建立一個表達式電腦:

   private static readonly XtensibleCalculator Calculator = new XtensibleCalculator();
              

4. 編寫一個輔助方法,用于編譯,執行輸入的文本,并輸出結果

   /// <summary>
   /// 運作表達式,輸出計算結果
   /// </summary>
   /// <param name="text">文本</param>
   /// <param name="parameters">參數</param>
   private static void RunExpression(string text, params Expression<Func<double, double>>[] parameters)
   {
       var expr = Calculator.ParseExpression(text, parameters);
       var func = expr.Compile();
       Console.WriteLine($"{text} = {func()}");
   }
              

   首先使用XtensibleCalculator的

   ParseExpression

   方法解析文本表達式, 該方法傳回值為

   Expression<Func<double>>

   類型.是以可以使用

   Compile

   方法繼承編譯為

   Func<double>

   , 最後直接執行即可得到計算結果.

   parameters

   用于接收表達式中的參數.每一個都是一個

   Func<double, double>

   類型委托,如沒有參數,可不傳遞.

5. Main

   方法中,就可調用

   RunExpression

   了,首先我們測試基本的四則運算:

   // 四則運算
   RunExpression("1 + 2 * 3");
   RunExpression("(1 + 2) * 3");
              

   輸出結果:

   1 + 2 * 3 = 7
   (1 + 2) * 3 = 9
              

   可注意到運算符的優先級和括号都是支援的.
6. 測試自定義函數:

   // 自定義函數
   // 這裡注冊了一個名為"階乘"的函數,用來計算一個數的階乘
   Calculator.RegisterFunction("階乘", n =>
   {
       // n的階乘 = n * (n-1) * (n-2) * ... * 1
       int r = 1;
       for (int i = (int) n; i > 0; i--) r *= i;
       return r;
   });
   RunExpression("階乘(3) + 階乘(4)");
              

   我們通過

   RegisterFunction

   方法注冊了一個名為"階乘"的函數(是的自定義函數名可以為中文),然後通過Lambda函數提供了計算邏輯.這樣在表達式中就可以使用我們的自定義函數了.

   階乘(3) + 階乘(4) = 30
              

7. 測試參數

   // 參數
   RunExpression("階乘(a) + 階乘(b)", a => 4, b => 5); // 将4代入a, 5代入b
              

   我們将表達式中的參數,通過lambda表達式指派,這樣在運作時,該參數的值就會參與計算了.

   階乘(a) + 階乘(b) = 144
              

類似庫

• loresoft/Calculator
• etsync/NCalcsec