Llvm 快速布尔表达式计算器

我有一个应用程序，包括一个3运算符（&|！）布尔表达式计算器，带有变量和常量。一般来说，表达式不会太长（可能最多50个术语，但通常要少得多）。可以有很多表达式-我预计上限约为一百万。目前我有一个手工编写的解析器，它带有一个非常简单的计算器，可以递归地遍历解析树。一个约束是，这必须是C++调用的。我无法分享不同的表达方式。我想调查一下加速这件事

我看到两种研究途径

添加共享并存储指示表达式节点是否已计算的状态

提取公共子表达式

我还希望代码生成方法比解析树或类似结构的解释性方法更快。生成一些C++代码可能相当简单，但是考虑到函数的长度，我不知道GCC这样的编译器是否能够优化CSES。 我已经看到有一些库可用于表达式评估，但在我的工作环境中，添加第三方库并不简单，而且与我的需求相比，它们似乎都非常复杂

最后，我最近一直在研究Antlr4，所以这对我来说可能是合适的。在过去，我一直致力于C代码生成，但我没有使用LLVM之类的工具进行优化和代码生成的经验

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有什么建议吗？

尽管我很想建议使用ANTLR4，但我担心它无法满足您的性能需求。它的自适应LL（*）算法有很多秘密，尽管有一些常见的技巧可以提高其性能，但在运行时简单地跟踪ANTLR4解释器表明，除非您当前的表达式计算器效率非常低，否则它可能比ANTLR4快，这是一个工业级引擎，用来支持比你复杂得多的语法。当LALR（1）DFA shift REDUCT引擎不支持我的语法时，我使用ANTLR，并以性能损失换取ANTLR4的额外解析能力。

据我所知，你的问题更多的是关于更快的表达式计算，而不是关于更快的表达式解析。所以我的答案将集中在前者。毕竟，解析不应该成为瓶颈，因为您的表达式语言看起来足够简单，可以为它实现手动调优的解析器

<> P>因此，为了加速您的评估，可以考虑使用LLVM执行公式的JIT。也就是说，给定公式

F

，您可以（相对）轻松地生成相应的LLVM IR并直接对其进行评估。就是这样。IR代码生成是在一个C++类中实现的。 请注意，您提到的布尔表达式是该解算器支持的SMT语言的子集。此外，您可以轻松地调整LLVM优化器的攻击性

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然而，IR生成和优化有其开销。因此，如果给定公式的评估频率不足以摊销初始间接费用，那么我建议改为直接解释。在本例中，您可以寻找找到结构相似性和公共子表达式的机会。

parse和lex的运行时不应该是问题。这是一个独立的阶段，与反复进行的评估不同，可能需要几天的运行时间。因此，即使是几个小时的解析阶段也不会有问题。评估速度是关键。啊，我明白了。我误解了你的问题。ANTLR中的评估可能非常有效。有一种叫做Mu的语法，我用它作为运行时表达式解释器的基础。