针对高度依赖math的用户编码的脚本或插件语言的build议？

我已经开始了这个问题的赏金

…因为我真的想要社区的投入。 我可以（也可以）查看几种语言/框架，并认为“好，这可能会工作正常” – 但我真的很感谢那些专门针对我面对的问题的build议，特别是那些有经验的人集成/使用什么你推荐。

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我从事科学分析软件。 它为数据的math转换提供了很多工具。 一个工具允许用户input他们自己的方程，该方程运行在数据集（数值的大的2D或3Dmatrix）上并被评估。

这个工具有一个graphics方程式编辑器，它在内部为每个操作构build一个面向对象的expression式树（这里有一个对数类的实例，例如，树中用于添加计算对数的对数一个价值的基地;它有两个孩子是它的input。）它的一部分截图：

你可以看到它在左边的树，以及右边的菜单中的许多（五十？）个潜在的操作中的一些。

这有几个缺点：

• graphics编辑器对于复杂的方程变得笨拙
• 有一些操作很难用graphics表示，例如创build大型matrix（例如用于x n卷积的内核）
• 它只允许方程：没有分支或其他逻辑

当它简单得多时，我们的用户希望能够做到这一点，这一点很简单。 如果我现在写了，我会做得完全不同 – 这是我的机会:)

我想给用户更强大的function，让他们编写代码脚本或编译 – 可以执行更高级的操作。 我正在寻求SO对这个应该使用什么技术或最好的方法的build议。

这个问题的其余部分很长 – 对不起。 我试图详细描述这个问题。 预先感谢您阅读:)

重要的限制：

• 我们的math运算在大matrix上运行。 在上面的等式中，V1表示input（可能是很多），是2D或3D，每个维度可以很大：大约成千上万或几十万。 （我们很less计算所有这一切，只是切片/片段，但如果答案涉及到需要编组数据的东西，请注意这是一个考虑因素的大小和速度。

• 我们提供的操作允许你写2 x V ，它将2 x V每个元素乘以2.结果是另一个相同大小的matrix。 换句话说，包含标准math基元的脚本或编程语言是不够的：我们需要能够控制哪些基元是可用的，或者是如何实现的。

  这些操作可能很复杂：input可以像数字（2，5.3，pi）一样简单，也可以像包含数字 ， 布尔值或复数 （配对值）数据的1,2或3维matrix一样复杂 。 我目前的想法是一种足够强大的语言，我们可以将我们的数据types公开为类，并且可以实现标准的运算符。 一个简单的评估者是不够的。

  • 我们希望用户能够：（1）通过编写一个或多个input迭代评估的操作来提供输出（可通过expression式求值器轻松实现）input; 调用其他函数; 等等。对于主机程序，能够询问用户的代码将需要什么样的部分或input部分来评估切片或输出的一部分将是有用的。 我认为暴露我们课堂的某些部分并使用OO语言可能是实现这些要点的最好方法。

• 我们的读者主要是研究科学家，他们或者不习惯于编码，或者可能习惯于像Matlab或R这样的语言。

• 我们使用Embarcadero C ++ Builder 2010进行开发，只有less量的Delphi。 这可能会限制我们可以使用的东西 – 仅仅因为C ++的东西，并不意味着它只会被编码为VC ++或GCC。 它也必须适用于商业软件。

• 我们的软件目前有一个COM接口，部分应用程序可以通过我们的应用程序作为进程外COM服务器来实现自动化。 我们可以将COM接口添加到某些内部对象，或者根据需要为此专门创build第二个COM框架。

• 包括这个工具在内的“工具”正在被移植到一个multithreading框架中。 最终解决scheme需要能够在任何线程中执行 ，并且能够在多个线程中同时执行 多个实例 。 这可能会影响托pipe语言运行时 – 例如，Python 2.x具有全局锁。

• 使用图书馆提供的math或科学用语是很好的。

• 向后兼容旧expression式工具并不重要。 这是版本2：干净的石板！

目前的想法：

• RemObjects Pascal脚本和DWScript是易于绑定到TObject派生类的语言。 我不知道是否有可能提供运算符重载。
• 承载.Net运行时，并加载C＃（说）基于DLL的插件。 我非常喜欢这个想法：我已经看到在主机程序提供语法高亮，debugging等function的情况下完成了这个工作。不过，我收集了大量的代码。 这将使IronPython和F＃的使用。
  • RemObjects Hydra看起来像是一个有趣的实现方式。 不幸的是，它宣传自己的Delphi，而不是C ++ Builder; 我正在调查兼容性。
• 托pipe类似Python的东西，可以从RAD Studio中实现
• 提供一个BPL接口，让用户直接对我们的程序进行编码，如果他们购买RAD Studio的副本（即提供一个插件接口，并通过接口公开类;也许需要插件编译与我们的IDE二进制兼容版本）
• …

感谢您的input！ 我赞赏所有的答案，即使他们不完美 – 我可以研究，我只是在指出去哪里和意见（请回答：理由包括在答案中的意见）如何接近它或什么可能适用。 每一个答案，不pipe多短，将不胜感激。 但是，如果你推荐一些细节，而不仅仅是“使用X语言”，我会非常感兴趣的阅读:)

干杯，

大卫

更新：

到目前为止，已经推荐以下内容：

• Python：2.6有一个全局锁，这听起来像是一个游戏杀手。 3（显然）还没有得到有用的图书馆的广泛支持。 这听起来对我来说（我知道我是Python社区的外部人员）就像分裂了一下 – 是否真的安全使用？

• Lua：似乎并不是直接的OO，而是提供了“实现function的元机制，而不是直接在语言中提供许多function” 。 从程序员的angular度来看，这听起来非常酷，但这并不是针对想要酷玩的程序员。 我不确定在目标受众方面效果如何 – 我认为提供更多基础知识的语言会更好。

• MS脚本/ ActiveScript。 我们已经提供了一个外部的COM接口，我们的用户使用它来自动化我们的软件，通常在VBScript中。 不过，我想要一个比VBS更强大（而且坦率地说，devise得更好）的语言，我不认为JScript也适合。 我也不确定哪些问题可能会通过COM编组数据 – 我们有很多数据，通常是非常特别的types，所以速度和保持这些types是非常重要的。

• Lisp：我甚至没有想过那种语言，但我知道它有很多粉丝。

• 主机.Net插件：没有被任何人提及。 这不是一个好主意吗？ 你得到C＃，F＃，Python …它有COM相同的编组问题可能吗？ （通过COM托pipeCLR工作吗？）

一些澄清： “matrix”是指在Matlabvariables意义上的matrix，即一个巨大的值表 – 而不是像您可能用于3D软件的4×4变换matrix。 它是随着时间的推移收集的数据，通常每秒数千次的数千个数值。 我们也不是在计算机代数系统之后，而是用户可以编写完整的插件并编写他们自己的math的东西 – 尽pipe能够处理复杂math的系统（如计算机代数系统）可能是有用的。 尽pipe如果两者不混合，我们可以把“全语言”翻译为“代数”，以允许用户代码中的复杂分支/path以及面向对象接口。

Answer 1

根据您的需求，这里有一些指导方针：

• 区分语言和库 – 可以使用高级语言（如Python）来调用math语言（如MATLAB）或math库;
• 语言（或图书馆）应该由math家为math家devise;
• 使用的语言应该是现有的语言（不要重新发明轮子）;
• 您应该能够与现有软件共享脚本内容;
• 你不应该从头开始这样一个大型的复杂项目（math脚本）。

所以我想这可能会减less候选人名单：

• JavaScript并没有被devise（不使用）这样的用法;
• delphi脚本（DWS或PascalScript）主要是为了自动化，而不是计算（并没有广泛使用）;
• 我不知道你为什么要在客户应用程序中使用Delphi IDE，但不应该使用Delphi IDE进行这种专有的开发：一个原始的定制IDE比一个完整的RAD更有效率;
• 应该也许应该考虑使用Lua ：你可以用这个脚本引擎做任何你想要的东西 – 但是，与Python不同的是，没有一个使用Lua的庞大的math家社区。

在开源世界中，你可以find很多非常有趣的解决scheme。 请参阅http://blog.interlinked.org/science/open_source_math_programs.html

我想这个八度可以考虑。 它简单，强大，成熟，众所周知，被很多软件所使用，并且跨平台。

据我所知，你可以从C / C ++代码中调用Octave库 。 这可以从delphi恕我直言，完成相关的.h文件的翻译。

但请注意GPL许可证。 如果您的软件是专有的，那么将Octave作为软件的一部分是不可能的。 但是， 如果您明确区分软件和GPL软件 ， 则可以从软件中调用Octave库或任何其他GPL（如Python）。

embeddedPython可能是一个很好的解决scheme。 这种语言可以从delphi调用，你应该有一个很好的架构，而不需要直接调用像八度的一些C库。 Python可能是您的Delphi应用程序中所有其他计算库的主要门户。 例如，Octave可以从一些Python库中调用。 你也可以使用Python脚本自动化你自己的应用程序。 Delphi中有一些Python IDE 。 当然，每个组件的开源许可证都是安全的。 我想的越多，我越喜欢这个后一种解决scheme…

只是我的两分钱。 🙂

Answer 2

没有明确的答案，但是还有一些其他的build议：

• 看看支持本地Pascal脚本的LMD创新ScriptPack ，以及基于ActiveScripting的语言。 警告：我使用了很多LMD工具和组件，但是我没有亲自使用Scriptpack。

• LMD也有IDE-Tools软件包 ，如果你需要走这条路线，它可以真正简化制作一个简单的自定义“RAD”工具的任务

• 另一个投给Lua。 我已经使用Lua作为C ++ Builder2010应用程序中的脚本语言，并且运行良好。 您可以利用C ++ Builder / Delphi RTTI来帮助Lua脚本和C ++代码之间的集成。

回覆。 Lua：我们有一个多年来有一个超级简单的“自制”脚本系统的产品。 没有循环，条件或过程 – 只是一系列参数化的命令。 我们想把这个扩展到更强大的东西，select第三方解决scheme似乎比重新发明轮子要less得多。 selectLua的主要原因是：

• 快速
• 已出版书籍（ 以Lua编程 ）
• 写在C
• 通过静态链接直接embedded到我们的项目中
• MIT许可证
• C ++代码可以调用Lua代码并访问Luavariables
• Lua代码可以调用C ++函数
• 小型部署足迹。 Lua和它的标准库在压缩之前添加到我们的.EXE的200K以下。

我相信其他语言本来可以同样好，但是这是Lua的“轻量级”特性，为我打开了它。

Answer 3

我喜欢那里的许多答案，好吧，我是一个有偏见的Delphi书呆子:)但是我build议你使用一个组合：RO Pascal Script + ESBPCS for VCL。

我不知道这听起来像你 – 但我会放弃它。

从网站上，我提取了关于图书馆matrix非可视部分的链接 。 还有更多，你可能想要放弃！

Answer 4

用Python，你可以免费获得NumPy和SciPy 。 是的，这里有GIL，但是它只在你的Python解释器运行多个线程时才有效。 我相信你可以运行多个Python主机在单独的线程没有问题（还没有尝试，思想）。

另外，还有像多处理这样的东西。

Python 3仍然在发展，NumPy在1.5.0版本中开始支持Python 3，而SciPy 在0.9.0版本中开始支持 。 另外，GIL仍然使用Python 3，虽然它已经重做，所以应该会更好。 NumPy在操作过程中释放锁。

Answer 5

我们一直在使用Microsoft脚本自动化（活动脚本），相当成功。 基本上你必须实现一个将运行脚本的主机。 脚本可以使用当前机器上安装的任何语言编写。 我们为脚本使用JavaScript，但不限于此。 那里有很多的脚本实现（甚至是python）。

从你的angular度来看，你将不得不提供一个脚本运行的框架。不是简单的，但是基本的COM理解也不难。 有为Delphi实现的实现。 这里有一些资源： http : //www.torry.net/pages.php?id=280，但你可以find资源遍布networking。

祝你好运！

Answer 6

我会build议Lua。 它是最常用的脚本语言之一，有很多工具，比如debugging器，带语法高亮的编辑器等等，很多人都用它，它是最快速的脚本语言之一，你可以很容易地插入到ac / c ++引擎。 将C函数扩展到它是很容易的（特别是如果你使用LuaJIT和FFI的话）。 在lua中没有multithreading的好方法，但是你可以很容易地在不同的线程中运行lua的多个实例来运行多个脚本。

Answer 7

因为你需要一个math有针对性的脚本语言，我可以推荐你看看Common Lisp 。 它是LISP的一种方言，最初是作为计算机程序的常规math符号而开发的。 像Maxima和Axiom这样的计算机代数系统是用Common Lisp编写的。 最显着的通用列表实现是ECL ，它是在LGPL许可下发布的。 当然，还有许多其他的开源实现。

也有用于Scheme编程语言（Lisp的一种方言）的GNU Guile解释器。 他们的网站指出

Guile是一个高效的虚拟机器，它执行由其优化编译器生成的便携式指令集，并且非常容易地与C和C ++应用程序代码集成。 除了Scheme之外，Guile还包括ECMAScript和Emacs Lisp的编译器前端（对Lua的支持正在进行中）…

但是，我从来没有使用过这个库，所以我不能保证将它embedded到应用程序中是多么容易。

Answer 8

没有人提到PaxCompiler可以将Pascal，Javascript和Basic编译成本地代码，并且可以很容易地设置为访问Delphi项目中的对象。 它有很多优点：

1. 编译的代码将比解释的代码运行得更快
2. 它提供了3种不同的编程语言，几乎所有的开发人员都能感觉到在家
3. 作为Delphi开发人员，您可以访问源代码，并且与您的项目紧密集成
4. 价格非常有趣

一个受欢迎的项目的缺点和挑战是：

1. 确保3种语言被平等对待：在我的testing中，感觉就像捆绑的样本一样JavaScript是落后的
2. 如果您select将所有3种编程语言捆绑在一起，您可能希望提供几乎所有语言的样本，并且必须能够支持所有这三种语言

Answer 9

我build议你看看基于wx（C ++）的graphics用户界面（GUI）封装器，这个名为Maxima的经典的开源math程序，在Windows上叫做wxMaxima。 这是GPL许可，但是，而不是LGPL，所以派生的作品也必须开源。

你应该可以使用这个应用程序和它的代数引擎，也许你可以在MACSYMA / MAXIMA（LISP）引擎上为这个C ++ UI编写你自己的Delphi包装器。 他们的系统的源代码包括一些你可能想要包装和提供的服务：

1. 一种将math方程式编码成显示格式的方法，从用户input的格式，这是很好的定义，然后可以logging。

2. 一个简单的“语言”规范，你可以用它来构build你的“所见即所得的方程”工具。

最大值可以处理图，matrix，线性代数和基本计算，并且引擎是稳定的。

既然你已经在C ++中做了很多事情，我会考虑使用wxWidgets来做你的整个应用程序，以wxMaxima为基础。 我不确定您是否可以在C ++ Builder中使用wx + VCL混合，但是您一定要试一试。 如果你不能，那么我会说用wxWidgets在VC ++中创build主应用程序，并在Delphi中为它创build插件（如DLL）。

Answer 10

我的想法：

1. 通过它的API（C，Java，C＃）调用Mathematica，但是恐怕对你来说可能太慢http://reference.wolfram.com/mathematica/guide/MathLinkAPI.html

2. 用http://fsharppowerpack.codeplex.com/和fslex，fsyacc生成F＃。; 另请参见： 如何在F＃中评估以stringforms存储的expression式 ， Tim Robinson 在F＃中 构buildLISP编译器

Answer 11

你提到你的观众可能习惯了R.你应该看看把你的产品与R集成在一起，无论是作为R Extension还是从你的产品中调用R. 请参阅编写R扩展 。 这样你就可以利用R的力量和你的用户熟悉R.

Answer 12

在python上的GIL不应该是一个showstopper，因为它的存在并不意味着你的应用程序不能做multithreading。 确实，你不能使用系统上可用的所有CPU核心，但是这只会影响你的大部分代码是用python编写的。 你的应用程序将托pipepython代码吗？ 而那些脚本会密集地调用宿主应用程序中可用的math例程。 这意味着仍然有很多解决scheme来释放和保持GIL在您的应用程序，以尽量减less其副作用，你会很好。