¿Cómo convertir una cadena a su árbol de expresión LINQ equivalente?

StackOverflow https://stackoverflow.com/questions/821365

Pregunta

Esta es una versión simplificada del problema original.

Tengo una clase llamada Persona: 

public class Person {
  public string Name { get; set; }
  public int Age { get; set; }
  public int Weight { get; set; }
  public DateTime FavouriteDay { get; set; }
}

... y digamos una instancia: 

var bob = new Person {
  Name = "Bob",
  Age = 30,
  Weight = 213,
  FavouriteDay = '1/1/2000'
}

Me gustaría escribir lo siguiente como una cadena en mi editor de texto favorito ... 

(Person.Age > 3 AND Person.Weight > 50) OR Person.Age < 3

Me gustaría tomar esta cadena y mi instancia de objeto y evaluar un VERDADERO o FALSO, es decir, evaluar un Func < Person, bool > en la instancia del objeto.

Aquí están mis pensamientos actuales:

  1. Implemente una gramática básica en ANTLR para admitir operadores lógicos y de comparación básicos. Estoy pensando en copiar la precedencia de Visual Basic y algunas de las características aquí: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/fw84t893 (VS.80) .aspx
  2. Haga que ANTLR cree un AST adecuado a partir de una cadena proporcionada.
  3. Recorre el AST y usa el marco Predicate Builder para crear dinámicamente el Func lt; Persona, bool >
  4. Evaluar el predicado contra una instancia de Persona según sea necesario

Mi pregunta es ¿he superado totalmente esto? alguna alternativa?

EDITAR: Solución elegida

Decidí usar la biblioteca Dynamic Linq, específicamente la clase Dynamic Query proporcionada en LINQSamples.

Código a continuación: 

using System;
using System.Linq.Expressions;
using System.Linq.Dynamic;

namespace ExpressionParser
{
  class Program
  {
    public class Person
    {
      public string Name { get; set; }
      public int Age { get; set; }
      public int Weight { get; set; }
      public DateTime FavouriteDay { get; set; }
    }

    static void Main()
    {
      const string exp = @"(Person.Age > 3 AND Person.Weight > 50) OR Person.Age < 3";
      var p = Expression.Parameter(typeof(Person), "Person");
      var e = System.Linq.Dynamic.DynamicExpression.ParseLambda(new[] { p }, null, exp);
      var bob = new Person
      {
        Name = "Bob",
        Age = 30,
        Weight = 213,
        FavouriteDay = new DateTime(2000,1,1)
      };

      var result = e.Compile().DynamicInvoke(bob);
      Console.WriteLine(result);
      Console.ReadKey();
    }
  }
}

El resultado es del tipo System.Boolean, y en este caso es VERDADERO.

Muchas gracias a Marc Gravell.

Incluir System.Linq.Dynamic paquete nuget, documentación aquí

¿Fue útil?

Solución

¿La biblioteca dinámica de linq ¿ayuda aquí? En particular, estoy pensando como una cláusula Where. Si es necesario, ¡colóquelo dentro de una lista / matriz solo para llamar a .Where(string)! es decir 

var people = new List<Person> { person };
int match = people.Where(filter).Any();

Si no, escribir un analizador sintáctico (usando Expression debajo del capó) no es muy exigente: escribí uno similar (aunque no creo que tenga la fuente) en mi viaje en tren justo antes de Navidad ...

Otros consejos

Otra biblioteca de este tipo es Flee

Hice una comparación rápida de Biblioteca Dynamic Linq y Flee y Flee fue 10 veces más rápido para la expresión "(Name == \"Johan\" AND Salary > 500) OR (Name != \"Johan\" AND Salary > 300)"

Así es como puedes escribir tu código usando Flee. 

static void Main(string[] args)
{
  var context = new ExpressionContext();
  const string exp = @"(Person.Age > 3 AND Person.Weight > 50) OR Person.Age < 3";
  context.Variables.DefineVariable("Person", typeof(Person));
  var e = context.CompileDynamic(exp);

  var bob = new Person
  {
    Name = "Bob",
    Age = 30,
    Weight = 213,
    FavouriteDay = new DateTime(2000, 1, 1)
  };

  context.Variables["Person"] = bob;
  var result = e.Evaluate();
  Console.WriteLine(result);
  Console.ReadKey();
}

void Main()
{
    var testdata = new List<Ownr> {
        //new Ownr{Name = "abc", Qty = 20}, // uncomment this to see it getting filtered out
        new Ownr{Name = "abc", Qty = 2},
        new Ownr{Name = "abcd", Qty = 11},
        new Ownr{Name = "xyz", Qty = 40},
        new Ownr{Name = "ok", Qty = 5},
    };

    Expression<Func<Ownr, bool>> func = Extentions.strToFunc<Ownr>("Qty", "<=", "10");
    func = Extentions.strToFunc<Ownr>("Name", "==", "abc", func);

    var result = testdata.Where(func.ExpressionToFunc()).ToList();

    result.Dump();
}

public class Ownr
{
    public string Name { get; set; }
    public int Qty { get; set; }
}

public static class Extentions
{
    public static Expression<Func<T, bool>> strToFunc<T>(string propName, string opr, string value, Expression<Func<T, bool>> expr = null)
    {
        Expression<Func<T, bool>> func = null;
        try
        {
            var type = typeof(T);
            var prop = type.GetProperty(propName);
            ParameterExpression tpe = Expression.Parameter(typeof(T));
            Expression left = Expression.Property(tpe, prop);
            Expression right = Expression.Convert(ToExprConstant(prop, value), prop.PropertyType);
            Expression<Func<T, bool>> innerExpr = Expression.Lambda<Func<T, bool>>(ApplyFilter(opr, left, right), tpe);
            if (expr != null)
                innerExpr = innerExpr.And(expr);
            func = innerExpr;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            ex.Dump();
        }

        return func;
    }
    private static Expression ToExprConstant(PropertyInfo prop, string value)
    {
        object val = null;

        try
        {
            switch (prop.Name)
            {
                case "System.Guid":
                    val = Guid.NewGuid();
                    break;
                default:
                    {
                        val = Convert.ChangeType(value, prop.PropertyType);
                        break;
                    }
            }
        }
        catch (Exception ex)
        {
            ex.Dump();
        }

        return Expression.Constant(val);
    }
    private static BinaryExpression ApplyFilter(string opr, Expression left, Expression right)
    {
        BinaryExpression InnerLambda = null;
        switch (opr)
        {
            case "==":
            case "=":
                InnerLambda = Expression.Equal(left, right);
                break;
            case "<":
                InnerLambda = Expression.LessThan(left, right);
                break;
            case ">":
                InnerLambda = Expression.GreaterThan(left, right);
                break;
            case ">=":
                InnerLambda = Expression.GreaterThanOrEqual(left, right);
                break;
            case "<=":
                InnerLambda = Expression.LessThanOrEqual(left, right);
                break;
            case "!=":
                InnerLambda = Expression.NotEqual(left, right);
                break;
            case "&&":
                InnerLambda = Expression.And(left, right);
                break;
            case "||":
                InnerLambda = Expression.Or(left, right);
                break;
        }
        return InnerLambda;
    }

    public static Expression<Func<T, TResult>> And<T, TResult>(this Expression<Func<T, TResult>> expr1, Expression<Func<T, TResult>> expr2)
    {
        var invokedExpr = Expression.Invoke(expr2, expr1.Parameters.Cast<Expression>());
        return Expression.Lambda<Func<T, TResult>>(Expression.AndAlso(expr1.Body, invokedExpr), expr1.Parameters);
    }

    public static Func<T, TResult> ExpressionToFunc<T, TResult>(this Expression<Func<T, TResult>> expr)
    {
        var res = expr.Compile();
        return res;
    }
}

LinqPad tiene el método Dump()

Puede echar un vistazo al DLR . Le permite evaluar y ejecutar scripts dentro de la aplicación .NET 2.0. Aquí hay una muestra con IronRuby : 

using System;
using IronRuby;
using IronRuby.Runtime;
using Microsoft.Scripting.Hosting;

class App
{
    static void Main()
    {
        var setup = new ScriptRuntimeSetup();
        setup.LanguageSetups.Add(
            new LanguageSetup(
                typeof(RubyContext).AssemblyQualifiedName,
                "IronRuby",
                new[] { "IronRuby" },
                new[] { ".rb" }
            )
        );
        var runtime = new ScriptRuntime(setup);
        var engine = runtime.GetEngine("IronRuby");
        var ec = Ruby.GetExecutionContext(runtime);
        ec.DefineGlobalVariable("bob", new Person
        {
            Name = "Bob",
            Age = 30,
            Weight = 213,
            FavouriteDay = "1/1/2000"
        });
        var eval = engine.Execute<bool>(
            "return ($bob.Age > 3 && $bob.Weight > 50) || $bob.Age < 3"
        );
        Console.WriteLine(eval);

    }
}

public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public int Weight { get; set; }
    public string FavouriteDay { get; set; }
}

Por supuesto, esta técnica se basa en la evaluación del tiempo de ejecución y el código no se puede verificar en tiempo de compilación.

Aquí hay un ejemplo de un combinador de analizador basado en DSL Scala para analizar y evaluar expresiones aritméticas. 

import scala.util.parsing.combinator._
/** 
* @author Nicolae Caralicea
* @version 1.0, 04/01/2013
*/
class Arithm extends JavaTokenParsers {
  def expr: Parser[List[String]] = term ~ rep(addTerm | minusTerm) ^^
    { case termValue ~ repValue => termValue ::: repValue.flatten }

  def addTerm: Parser[List[String]] = "+" ~ term ^^
    { case "+" ~ termValue => termValue ::: List("+") }

  def minusTerm: Parser[List[String]] = "-" ~ term ^^
    { case "-" ~ termValue => termValue ::: List("-") }

  def term: Parser[List[String]] = factor ~ rep(multiplyFactor | divideFactor) ^^
    {
      case factorValue1 ~ repfactor => factorValue1 ::: repfactor.flatten
    }

  def multiplyFactor: Parser[List[String]] = "*" ~ factor ^^
    { case "*" ~ factorValue => factorValue ::: List("*") }

  def divideFactor: Parser[List[String]] = "/" ~ factor ^^
    { case "/" ~ factorValue => factorValue ::: List("/") }

  def factor: Parser[List[String]] = floatingPointConstant | parantExpr

  def floatingPointConstant: Parser[List[String]] = floatingPointNumber ^^
    {
      case value => List[String](value)
    }

  def parantExpr: Parser[List[String]] = "(" ~ expr ~ ")" ^^
    {
      case "(" ~ exprValue ~ ")" => exprValue
    }

  def evaluateExpr(expression: String): Double = {
    val parseRes = parseAll(expr, expression)
    if (parseRes.successful) evaluatePostfix(parseRes.get)
    else throw new RuntimeException(parseRes.toString())
  }
  private def evaluatePostfix(postfixExpressionList: List[String]): Double = {
    import scala.collection.immutable.Stack

    def multiply(a: Double, b: Double) = a * b
    def divide(a: Double, b: Double) = a / b
    def add(a: Double, b: Double) = a + b
    def subtract(a: Double, b: Double) = a - b

    def executeOpOnStack(stack: Stack[Any], operation: (Double, Double) => Double): (Stack[Any], Double) = {
      val el1 = stack.top
      val updatedStack1 = stack.pop
      val el2 = updatedStack1.top
      val updatedStack2 = updatedStack1.pop
      val value = operation(el2.toString.toDouble, el1.toString.toDouble)
      (updatedStack2.push(operation(el2.toString.toDouble, el1.toString.toDouble)), value)
    }
    val initial: (Stack[Any], Double) = (Stack(), null.asInstanceOf[Double])
    val res = postfixExpressionList.foldLeft(initial)((computed, item) =>
      item match {
        case "*" => executeOpOnStack(computed._1, multiply)
        case "/" => executeOpOnStack(computed._1, divide)
        case "+" => executeOpOnStack(computed._1, add)
        case "-" => executeOpOnStack(computed._1, subtract)
        case other => (computed._1.push(other), computed._2)
      })
    res._2
  }
}

object TestArithmDSL {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val arithm = new Arithm
    val actual = arithm.evaluateExpr("(12 + 4 * 6) * ((2 + 3 * ( 4 + 2 ) ) * ( 5 + 12 ))")
    val expected: Double = (12 + 4 * 6) * ((2 + 3 * ( 4 + 2 ) ) * ( 5 + 12 ))
    assert(actual == expected)
  }
}

El árbol de expresión equivalente o árbol de análisis de la expresión aritmética proporcionada sería del tipo Parser [List [String]].

Más detalles en el siguiente enlace:

http: // nicolaecaralicea. blogspot.ca/2013/04/scala-dsl-for-parsing-and-evaluating-of.html

Además de Dynamic Linq Library (que construye expresiones fuertemente tipadas y requiere variables fuertemente tipadas), recomiendo una mejor alternativa: linq parser esa parte de Biblioteca NReco Commons (código abierto). Alinea todos los tipos y realiza todas las invocaciones en tiempo de ejecución y se comporta como un lenguaje dinámico: 

var lambdaParser = new NReco.LambdaParser();
var varContext = new Dictionary<string,object>();
varContext["one"] = 1M;
varContext["two"] = "2";

Console.WriteLine( lambdaParser.Eval("two>one && 0<one ? (1+8)/3+1*two : 0", varContext) ); // --> 5
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