Question

我正在为朋友的心理调查项目创建一个简单的Ruby on Rails调查应用程序。所以我们有调查，每个调查都有一堆问题，每个问题都有参与者可以选择的选项之一。没什么好激动的。

其中一个有趣的方面是每个答案选项都有一个与之相关的分数值。因此，对于每项调查，总分需要根据这些值进行计算。

现在我的想法是代替硬编码计算，允许用户添加一个公式，通过该公式计算总调查分数。示例公式：

"Q1 + Q2 + Q3"
"(Q1 + Q2 + Q3) / 3"
"(10 - Q1) + Q2 + (Q3 * 2)"

所以只是基本的数学（为了清晰起见，附加一些括号）。我们的想法是保持公式非常简单，这样任何拥有基本数学的人都可以输入它们，而无需解析某些花哨的语法。

我的想法是采用任何给定的公式，并将Q1，Q2等占位符替换为参与者选择的得分值。然后eval（）新形成的字符串。像这样：

f = "(Q1 + Q2 + Q3) / 2"  # some crazy formula for this survey
values = {:Q1 => 1, :Q2 => 2, :Q3 => 2}  # values for substitution 
result = f.gsub(/(Q\d+)/) {|m| values[$1.to_sym] }   # string to be eval()-ed
eval(result)

所以我的问题是：

有更好的方法吗？我愿意接受任何建议。
如何处理不是全部的公式占位符被成功替换（例如一个问题没有回答）？例如：{:Q2 => 2}不是在值哈希？我的想法是拯救eval（），但在这种情况下它不会失败因为(1 + + 2) / 2仍然可以eval（） - 编辑...任何想法？
如何获得正确的结果？应该是2.5，但是由于整数运算，它将截断为2.我不能指望提供正确公式（例如/ 2.0）的人理解这种细微差别。
我不指望这个，但如何最好地保护eval（）免受滥用（例如糟糕的公式，操纵的价值观进来）？示例：f = 'system("ruby -v"); (Q1 + (Q2 / 3) + Q3 + (Q4 * 2)) / 2 '

谢谢！

Answer 1

好的，现在它完全安全了。我发誓！

我通常会克隆formula变量，但在这种情况下，因为你担心一个恶意用户我清理了变量：

class Evaluator

  def self.formula(formula, values)
    # remove anything but Q's, numbers, ()'s, decimal points, and basic math operators 
    formula.gsub!(/((?![qQ0-9\s\.\-\+\*\/\(\)]).)*/,'').upcase!
    begin
      formula.gsub!(/Q\d+/) { |match|
        ( 
          values[match.to_sym] && 
          values[match.to_sym].class.ancestors.include?(Numeric) ?
          values[match.to_sym].to_s :
          '0'
        )+'.0'
      }
      instance_eval(formula)
    rescue Exception => e
      e.inspect
    end
  end

end

f = '(q1 + (q2 / 3) + q3 + (q4 * 2))'  # some crazy formula for this survey
values = {:Q2 => 1, :Q4 => 2}  # values for substitution 
puts "formula: #{f} = #{Evaluator.formula(f,values)}"  
=> formula: (0.0 + (1.0 / 3) + 0.0 + (2.0 * 2)) = 4.333333333333333

f = '(Q1 + (Q2 / 3) + Q3 + (Q4 * 2)) / 2'  # some crazy formula for this survey
values = {:Q1 => 1, :Q3 => 2}  # values for substitution 
puts "formula: #{f} = #{Evaluator.formula(f,values)}"  
=> formula: (1.0 + (0.0 / 3) + 2.0 + (0.0 * 2)) / 2 = 1.5

f = '(Q1 + (Q2 / 3) + Q3 + (Q4 * 2)) / 2'  # some crazy formula for this survey
values = {:Q1 => 'delete your hard drive', :Q3 => 2}  # values for substitution 
puts "formula: #{f} = #{Evaluator.formula(f,values)}"  
=> formula: (0.0 + (0.0 / 3) + 2.0 + (0.0 * 2)) / 2 = 1.0

f = 'system("ruby -v")'  # some crazy formula for this survey
values = {:Q1 => 'delete your hard drive', :Q3 => 2}  # values for substitution 
puts "formula: #{f} = #{Evaluator.formula(f,values)}"  
=> formula: ( -) = #<SyntaxError: (eval):1: syntax error, unexpected ')'>

Answer 2

这可能不值得，但如果我这样做，我会使用Treetop来定义解析语法。甚至有一些例子可以使用像这样的PEG式语法来进行简单的算术运算，因此你将90％用于语法，并且大部分用于评估权重。

Answer 3

您可以使用RubyParser来解释节点迭代的表达式，以检查是否存在任何危险代码，如函数调用。看：

require 'ruby_parser'
def valid_formula?(str, consts=[])
  !!valid_formula_node?(RubyParser.new.process(str), consts)
rescue Racc::ParseError
  false
end
def valid_formula_node?(node, consts)
  case node.shift
  when :call
    node[1].to_s !~ /^[a-z_0-9]+$/i and
    valid_formula_node?(node[0], consts) and
    valid_formula_node?(node[2], consts)
  when :arglist
    node.all? {|inner| valid_formula_node?(inner, consts) }
  when :lit
    Numeric === node[0]
  when :const
    consts.include? node[0]
  end
end

这只允许运算符，数字和特定常量。

valid_formula?("(Q1 + Q2 + Q3) / 2", [:Q1, :Q2, :Q3]) #=> true
valid_formula?("exit!", [:Q1, :Q2, :Q3])              #=> false
valid_formula?("!(%&$)%*", [:Q1, :Q2, :Q3])           #=> false

Answer 4

使用Dentaku：

Dentaku是数学和逻辑公式语言的解析器和评估程序，允许将值运行时绑定到公式中引用的变量。它旨在安全地评估不受信任的表达式，而不会打开安全漏洞。

Answer 5

Re 2）即使这很难看，你也可以创建一个带有默认值的Hash，并确保在调用to_s时失败（我确实说这很难看，对吧？）：

>> class NaN ; def to_s; raise ArgumentError ; end; end #=> nil
>> h = Hash.new { NaN.new } #=> {}
>> h[:q1] = 12 #=> 12
>> h[:q1] #=> 12
>> h[:q2]
ArgumentError: ArgumentError

重新3）确保计算中至少有一个浮点数。最简单的方法是在替换期间将所有提供的值转换为浮点数：

>> result = f.gsub(/(Q\d+)/) {|m| values[$1.to_sym].to_f } #=> "(1.0 + 2.0 + 2.0) / 2"
>> eval result #=> 2.5

重新4）您可能想要阅读$SAFE。 “Pickaxe”实际上包含一个关于eval在网络表单中输入的内容的示例：

http://ruby-doc.org/docs/ProgrammingRuby/html/taint.html

如果您真的想沿着eval路线前进，请不要忽视本次讨论中提供的替代方案。

Ruby：解析，替换和评估字符串公式

5 个答案: