ToolGood.Algorithm C++ 移植

本目录是 ../csharp/ToolGood.Algorithm 的 C++17 移植版， 目录结构、类型命名与语义均对着 C# 源码逐个对应（../java、../go、../python 的可读性对照仅供辅助）。

快速开始

#include "toolgood/AlgorithmEngine.h"

using namespace toolgood;

int main() {
    AlgorithmEngine engine;
    Operand r = engine.Calculate("SUM(1,2,3) * 2");
    // r.ToText().TextValue() == "12"
}

自定义参数与函数：继承 AlgorithmEngine 并重写 GetParameter / ExecuteDiyFunction。

class MyEngine : public AlgorithmEngine {
public:
    Operand GetParameter(const std::string& name) override {
        if (name == "单价") return Operand::Create(Decimal::FromString("12.5"));
        return AlgorithmEngine::GetParameter(name);
    }
    Operand ExecuteDiyFunction(const std::string& name,
                               const std::vector<Operand>& args) override {
        if (name == "myadd") {
            Decimal s;
            for (const auto& a : args) s = s.Add(a.NumberValue());
            return Operand::Create(s);
        }
        return AlgorithmEngine::ExecuteDiyFunction(name, args);
    }
};

目录

路径	对应 C#
toolgood/BigInt.*	System.Numerics（Decimal 的底层大整数）
toolgood/Decimal.*	System.Decimal
toolgood/MathEx.*	System/MathEx.cs（decimal 级数学函数）
toolgood/Enums.h	Enums/
toolgood/MyDate.*	Operands/MyDate.cs
toolgood/LitJson/	LitJson/
toolgood/Operands/	Operand.cs + Operands/
toolgood/Internals/FunctionBase.*	Internals/Functions/FunctionBase.cs + Function_1..N.cs
toolgood/Internals/FunctionUtil.*	Internals/Functions/FunctionUtil.cs + Internals/RegexHelper.cs
toolgood/Internals/FunctionNames.*	g4/math.g4 里的词法别名（COVARIANCE.S 等）
toolgood/Internals/Functions/<组>/	Internals/Functions/<组>/
toolgood/Internals/Registry.cpp	由 MathFunctionVisitor 的分派表自动生成
toolgood/Lexer.*、toolgood/Parser.*	math/mathLexer.cs、math/mathParser.cs、Internals/Visitors/
toolgood/AlgorithmEngine.*	AlgorithmEngine.cs
toolgood/MathNet/	MathNet/
toolgood/UnitConversion/	UnitConversion/
toolgood/CalculationLogic/	CalculationLogic/

设计差异（相对 C#）

1. 解析器：C# 用 ANTLR4 生成的 mathLexer/mathParser + 访问者；C++ 用等价的 手写 Lexer + 递归下降 Parser，直接生成 Function 树，不依赖 ANTLR 运行时。 字符标准化（小写转大写、全角转半角、中文标识符转 _）与 C# CharUtil 一致。
2. Operand：C# 是抽象类 + 子类；C++ 是「句柄 + 多态实现」（std::shared_ptr<OperandBase>）， 值语义赋值即共享实现。
3. Decimal：BigInt + 标度实现，外部行为对齐 C# System.Decimal （96 位尾数、标度 ≤ 28、HALF_EVEN 舍入、溢出交由调用方判定）。
4. Function：std::shared_ptr<FunctionBase>；FunctionN 合并了 C# 的 Function_1..Function_6/Function_N，参数下标从 1 开始与 C# 一致。
5. 异常：C# 的 FormatException/ArgumentException → std::runtime_error； 运算类失败仍返回错误 Operand（与 C# 相同）。

构建

无第三方依赖，只需 C++17 编译器（已用 GCC 16.2 / MinGW-w64 验证）。

g++ -std=c++17 -O2 -Icpp -c cpp/toolgood/*.cpp ...

或用 CMake：

cmake -S cpp -B build && cmake --build build

完整构建脚本见 tests/build.sh：库与测试源码都在 cpp/，编译产物统一写入 temp/cpp-test/（temp/ 已在 .gitignore 中），避免安全软件反复扫描仓库内的 exe。

已实现的函数

Internals/Functions/ 下 15 个组共 262 个注册名（301 个类），与 C# 的 MathFunctionVisitor 分派表一一对应，另含： MathNet 统计分布（Normal/StudentT/F/Beta/Gamma/ChiSquare/Binomial/…）、 单位换算、计算逻辑引擎（CalculationLogicEngine）、 AlgorithmEngineEx、AlgorithmEngineHelper。

单元测试

C# 测试工程的 854 个用例已全部移植为 C++（tests/ 下 28 个文件），854/854 通过：

bash cpp/tests/build.sh                  # 全部
bash cpp/tests/build.sh --suite=MathBase
bash cpp/tests/build.sh --filter=round

测试框架 tests/cpptest.h 是 PetaTest 的 C++ 等价物 （TEST(套件, 用例) + Assert::AreEqual/IsTrue/Throws/...）。 tests/tools/ 另有差分执行器（ccdiff.cpp + exprs.txt）与冒烟程序。 详见 tests/README.md。

与 C# 的已知差异

差分测试（313 条表达式，见 tests/tools/exprs.txt）当前 290 条与 C# 完全一致。

剩余差异集中在两类：

1. 统计分布函数（约 20 条）：MathNet 层用 double 实现（NORMDIST、BETADIST、 TDIST、GAMMALN、ERF、BESSELJ 等），与 C# 的 decimal 版相比在大约第 15~16 位 有效数字后不同。Excel 本身只保证 15 位，实用上无差别。
2. 错误文案（3 条）：ABS()、SUM()、2^-1 这类非法输入的报错文字不同 （C# 是 ANTLR 的 "no viable alternative at input" / "Lexer error"，这里是 手写解析器的等价报错）。行为一致——都会抛异常。

另有一处结构差异：C# 的 decimal 自动截断到 96 位尾数，C++ 的 Decimal 在 加减乘除后同样收敛到 96 位/标度 28，因此超大数运算会像 C# 一样返回 Num error!。