在一个报表审核软件项目中需要计算字符串表达式的值（例如"1+2/3"）。同时，在编制审核规则时也需要获取审核表达式是否存在语法错误。于是，在国内外网上搜索了几个免费组件，感觉都不太好灵活实用。也使用了网上介绍的基于JScript.NET的表达式计算方法（本质上是模拟Javascript计算表达式），代码异常简短且能获取表达式的值，但不能满足项目需求：
- 不能确定表达式或其子项计算后的数据类型。
- 不支持自定义函数，如常见的数值计算函数Truncate和字符处理函数Substr等。起因是，审核软件中要判断某个字符型数据是否含空格、是否含非可见字符等，或根据某个标志位判断一个数据与另一个数据是否匹配。
- 不能自定义常见的iif(e1,e2,e3)函数和if e1 then e2 else e3结构。
- 不能使用{n}占位符的参数计算形式，应用缺乏灵活性。
- 不能自定义运算符。特别，定义符合中文习惯的小于等于（≤）、大于等于（≥）和不等于（≠）运算符，以及更好理解的and/or逻辑表示。这个基于考虑，审核规则表达式不仅我们要能看懂，更需要软件使用者能看懂！例如1>=2 && 5<=6就不及1≥2 and 5≤6好理解。
- 计算出现异常时直接抛出错误，无法内部捕获，例如表达式错误、数据被0除、数据溢出等。
总之，能找到的现有免费组件和方法不能满足灵活性应用需求。于是，在2015年春节前编写了一组TExprParser类（其dll库文件和测试程序可以到csdn下载），基本满足了上述需求，具体介绍如下：
1、名称空间、类版本及其构造函数
全部类位于名称空间CSUST.Data.Expr中，可以直接使用的类有如下四个版本（基类为TExprChecker）和一个检测类（TExprChecker）：
- 核心版：TExprParserKernal。该版本的表达式使用c/c++/c#的语法，支持常规数学计算（+-*/^，其中^是幂计算）、关系计算（==、!=、>=和<=）、逻辑计算（&&、||），支持两个数学单目运算符（+-）和一个逻辑非单目运算符（!）。运算符的优先级别和结合方法与c/c++/c#的运算符相同。注意，该版本假设表达式没有空格（字符串中可以有空格）、没有非可见字符。即，该版本没有表达式规范性检测的详细解析信息。
- 基本版：TExprParserBasic。该版本可以使用核心版的全部运算符，表达式可以不规范，将做严格的规范性检测和完整的解析信息提示。
- 扩展版：TExprParserEx。该版本支持表达式中使用占位符{n}，支持iif(e1,e2,e3)函数，支持if e1 then e2 或if e1 then e2 else e3结构，支持and/or（代替&&/||）逻辑运算符。但iff()函数不支持嵌套。
- 中文版：TExprParserChina。该版本支持自定义函数（见下面的说明）及其嵌套使用（参数也可以使用函数），支持iif(e1,e2,e3)嵌套，支持四个中文数学运算符、六个中文关系运算符、中文左右圆括号、中文左右花括号、中文逗号。注意，表达式不支持中文双引号（该字符作为一般字符处理）。
- 检测类：TExprChecker。该类用于测试表达式是否正确。虽然上述四个版本也可以测试一个表达式，但TExprChecker类可以测试带占位符{n}的表达式，也可以避免参数不满足要求的函数，例如被0除等。
上述五个类都只有一个构造函数。其中，核心版、普通版和检测版没有动态参数（即不支持占位符{n}），扩展版和中文版则有动态参数（与占位符匹配，也可以省略），以扩展版和检测举例和简介如下：
- TExprParserEx(string expr, params string[] paramValues)：expr为表达式字符串，字符型数据使用西文双引号标识。paramValues为给占位符提供参数的字符动态数组，数据项之间使用逗号分隔。例如：TExprParserEx parser = new TExprParserEx("1+2/{1}", 1.1)，{1}将由1.1代替。如果没有动态参数，则TExprParserEx parser = new TExprParserEx("1+2/5")即可。
- TExprChecker(string expr)：该类有两个事件Checked（检测完成通知）和Checking（跟踪每一步检测情况），以及三个方法Check()（同步调用）、CheckAsync()（异步调用）和Stop()（停止检测）。该类的IsPassed属性表示表达式是否通过测试，IsFinished表示检测是否完成。
事实上还有一个原生版TExprParserNative类，该版本不能直接使用，用于强调速度的特定场合。设计成这么五个类，主要是考虑运行性能问题。从10万次重复计算的结果看，中文版的时间是基本版的2倍多，是核心版2.2倍左右，是原生版的3倍多（使用等价表达式）。中文版耗时的关键原因在于函数搜索及其递归调用，特别是函数及其参数的递归调用。如果在项目中使用并构建一般的计算表达式（自己可以保证表达式语法和运算符，没有if判断，也没有函数和递归调用），使用核心板或性能接近的基本版就可以满足要求。有if没有函数调用，则使用扩展版即可。
2、表达式解析与计算结果
四个解析与计算类均有属性：HasError、ErrorMessage、Result和IsValid（为HasError的逻辑反）。其中，布尔值HasError为true表示表达式有错误，此时ErrorMessage是错误消息。Result是一个TData类的实例，该类有三类结果值（boolean、decimal和string），由其TDataKind属性决定，结果值由DeciamalValue、StringValue和BooleanValue三个属性分别给出。注意，每个运算符均需要判断所需要数据的类型，结果也将标记数据类型。
3、函数及其参数
TExprParserChina版支持三大类函数，可以满足常规的数值、字符串和日期计算需求（以下n2表示函数的第二参数，n3表示第三个参数）：
- 数值型函数：Abs（取绝对值）、Ceil（上取整）、Floor（下取整）、Truncate（截取小数位）、Round（舍入到指定精度，n2）、ToStr（数值转化为字符串）、Val（转换字符串为数值）。例如，Ceil(1.1)将返回2，Round(1.555,2)将返回1.56。
- 字符型函数：Substr（取子串，n2，n3）、Left（取左串，n2）、Right（取右串，n2）、Trim（去前后空格）、Lower（全转小写）、Upper（全转大写）、Len（取字串长）、Match（匹配正则式，n2）、IsBlank（是空白）、HasBlank（含空白）、HasHideChar（含非可见字符）、HasBlankOrHideChar（含空白或非可见字符）、HasStr（包含子串，n2）、InStr（包含在字串中，n2）。其中的，Substr的第二参数n2表示起始位置（注意，以1开始计数）。例如：Substr("12345",2,4)将返回"2345"，Match("abc","abc")将返回true，InStr("abc","def")将返回false。
- 日期型函数：IsDate（是否为正确日期格式）、GetYear（取年份数）、GetMonth（取月份数）、GetDay（取日数）、DaysBetween（取两天间的天数，n2）、Today（取当前日期，n2）、LastDay（取日期所在月的最后一天）、IsDayBefore（是否在日期之前，n2）、IsDaySame（是否为同一天，n2）、IsDayAfter（是否在日期之后，n2）、AddDay（增加日期天数，n2）、AddYear（增加日期年分数，n2）、AddMonth（增加日期月份数，n2）。例如，IsDate("2015-01-14")将返回true，Today(1)将返回"2015-01-15"（如果今天是14号），IsDayAfter("2015-02-14","2015-02-15")的结果是false。
4、使用举例（下载rar包有exe测试程序和dll）
1）四个版均可以使用的表达式
(-1*2+5)/-2+(2+3*5)>5^2&&-15.3++3!=6||5>=4||3<=5||!(4==4)&&5<6
2）if e1 then e2 else e3 语句及函数嵌套
if len("123") > 2 then truncate(len("123")) < 1 else 5/-3 > -3 || substr("123",2,abs(-1)) != "2"
(if 2>1 then 2 else 1) * (if 22>11 then 22 else 11)
3）iif(e1,e2,e3) 结构
iif(3>2,"3>2","3<=2") + iif(5>6,"5<2","5>=6")
4）函数与占位符使用
Substr
(
IIF({1}≠{2} or 5 ≤ 4.999999999, "12345", "abcde"),
len({2})/2,
5
)
Substr
(
if IsDaySame({1},today(0)) then today(1) else AddYear(today(1),1),
2,
iif(IsDaySame({1},today(0)), 8, 2)
)
上述表达式是换行形式，在测试程序中如果有占位符则需要给占位符号的值（字符型），如："csust"、"csust"。如果是编程形式，见如下代码
TExprParserChina parser = new TExprParserChina(str, "csust","csust")，其中str为前面给出的表达式字符串。
5、几点使用说明
- 占位符{n}对应的参数中不能有函数、iif和if结构，但可以是表达式。这是因为使用了TExprParserBasic类来解析占位符所代表的数据。
- if e1 then e2 else e3 语句不能嵌套，即不支持 if ... if ... then ... then ...的形式。事实上，支持嵌套的iif(e1,e2,e3)函数完全可以代替if...then...的作用。设计if...then...这个结构完全是从用户理解表达式的角度考虑。当然，也可以支持if嵌套，只是搜索关键字麻烦点、速度慢点而已。
- if e1 then e2 else e3 语句的结果可以使用，此时需要带左右括号。例如：if (if 3>5 then 5 else 5) > 5 then 6 else 7 表示式是有效的。
- 检测类TExprChecker使用了穷举方法遍历占位符的两种数据类型（数值和日期字符串）。
- 表达式中最多支持30个不同的占位符。
该组类测试还够充分（这里谢谢几位帮测试并发现了不少问题的同学），特别是其中的函数、占位符和递归使用，难免有错误或不足，使用者如果发现问题或有更好的建议和方法，请不吝留言指正。这组类也是笔者将要使用的，自然会经常更新、维护和发布（虽然发布的是一个Dotfuscator混淆的dll库（到csdn下载），但保证该dll能及时更新和可用）。