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Há como eu compilar uma string dentro do C#?
Exemplo: Console.WriteLine("Hello World");.

Como se fosse um eval() do JavaScript?

Pois estava com um projeto de carregar um código dentro de um arquivo de texto ou outra coisa.

2 Respostas 2

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Bom, já é possível gerar código arbitrário e executá-lo em tempo de execução. Mas não de um jeito simples, não desta forma fluida. Você já tinha reflexão ou introspecção como alguns preferem chamar no caso específico. Veja no final.

.NET Compiler Platform

Já ouviu falar no .NET Compiler Platform (antigo Roslyn)?

Ele é o compilador do C# 6.0 (vindo junto ao Visual Studio 2015 e posteriores).

O novo compilador é todo escrito em C# e traz algumas vantagens:

  • está muito mais fácil de dar manutenção que a versão anterior escrita em C++;
  • é open source (licença Apache, bem permissiva, faça praticamente o que quiser com ele);
  • permite a participação da comunidade no seu desenvolvimento;
  • permitirá melhorias na linguagem de forma mais rápida e barata;
  • nos casos majoritários é mais rápido em computadores modernos;
  • possui uma arquitetura chamada Compiler As A Service;

Este último é o que te interessa. Há uma API muito completa que facilita criar ferramentas adicionais para a linguagem de forma muito simples e garantidamente tratando tudo com o jeito correto e mais atual da linguagem porque é o compilador que está provendo todas as análises de código. As próprias ferramentas do Visual Studio passam a se basear totalmente no .NET Compiler Platform. Uma das ferramentas é converter código de C# p/ VB.NET e vice-versa de forma prática, precisa e simples.

Outra ferramenta que está sendo desenvolvida com ele é um REPL que é uma forma muito prática de testar códigos, aprender recursos da linguagem. Encurta muito o tempo de protótipos. O REPL é uma espécie de interpretador.

Basicamente a mesma API que permite criar o REPL resolve o seu problema.

Engine Script

using Microsoft.CodeAnalysis.Scripting;
using Microsoft.CodeAnalysis.Scripting.CSharp;

namespace RoslynScriptingDemo {
    class Program {
        static void Main(string[] args) {
            var engine = new ScriptEngine();
            engine.Execute(@"System.Console.WriteLine(""Hello Roslyn"");");
        }
    }
}

Esta API permite que você crie um engine de script que execute códigos arbitrários.

Outro exemplo um pouco mais complexo:

using System;
using Microsoft.CodeAnalysis.Scripting;
using Microsoft.CodeAnalysis.Scripting.CSharp;

namespace Test.ConsoleApp {
    public class Program {
        static void Main(string[] args) {
            var engine = new ScriptEngine();

            var session = engine.CreateSession();

            session.AddReference("System");
            session.AddReference("System.Linq");

            session.Execute(@"using System;
                              var arr = new[] {1, 2, 6};
                              foreach (var i in arr) {
                                  if(i > 1) { Console.WriteLine(i); }
                              }"
                           );

            session.Execute(@"using System;
                              using System.Linq;
                              var arr = new[] {1, 2, 6};
                              var arrResult = arr.Where(x => x > 1);
                              foreach (var i in arrResult) {
                                  Console.WriteLine(i);
                              }"
                           );

            Console.ReadLine();
        }
    }
}

Eu imagino que não deve ser difícil para você carregar o texto do arquivo em uma string para executar. Mas no último CTP que eu vi, tinha um método para executar direto de um arquivo ao invés de uma string. Mas não faz muita diferença, é mais uma comodidade. A API é muito completa e muito fácil. Era algo assim:

scriptEngine.ExecuteFile("script.cs");

Segurança

Evidentemente que códigos arbitrários que podem ser executados são perigosos. De onde vem esses scripts? Quem pode disponibilizá-los? Quem pode manipulá-los?

Claro que este sistema de scripts tem menos riscos que o eval do JavaScript. Mais difícil alguém conseguir injetar código malicioso em um sistema desenvolvido por você do que em uma página web. Mas se não tomar cuidados adequados, acontece do mesmo jeito.

De qualquer forma, quando você utiliza esse tipo de recurso tem que entender que existem riscos e eles precisam ser minimizados. Verificações extensivas antes de executar um arquivo vindo de fora precisam ser realizadas. Mas o mais importante é ter a consciência que há uma porta aberta para execuções maliciosas.

O C# já roda em uma espécie de sandbox e dá certas garantias para evitar certos problemas de segurança. Mas códigos arbitrários sempre podem fazer mais do que você espera.

Existe um outro aspecto que não é bem de segurança, que é o tratamento de exceções gerados no script. Isso precisa ser bem entendido. Mas é assunto que vai além da sua pergunta.

Alternativa

Você pode hoje usar uma forma limitada e mais complicada disto através do CodeDOM.

Não vou entrar em detalhes já que não conheço o assunto muito bem, mas basicamente ele é composto por uma série de classes que permitem montar o código de execução originário de um código fonte. Mas já alerto que os próprios desenvolvedores do .NET entendem que é muito complexo e que o .NET Compiler Platform é que vai trivializar o uso de códigos arbitrários.

Ainda existe uma forma para emitir o CIL (assembly) diretamente mas não é o que você precisa.

Coloquei no GitHub para referência futura.

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    Nossa, CodeDOM era muito ruim... péssimas lembranças disso. O Roslyn já pode ser usado como está... li recentemente que já conseguiram buildar o Visual Studio inteiro com este projeto. Commented 10/05/2014 às 19:28
  • 1
    @MiguelAngelo Sim, já dá para usar legal experimentalmente com o que tem no CodePlex. Pena que eles tiraram o REPL que existia nos CTPs anteriores. Mas vão colocar de novo. Apenas está sendo totalmente reestruturado. Bons desenvolvedores fazem isso :) Além da ferramenta ser interessante lá vai ter as "boas práticas " que o pessoal adora de como fazer um interpretador (usar o engine de script) corretamente. Ainda bem que tem mais um para deixar claro que CodeDOM só se estiver em desespero mesmo e não puder esperar pelo Roslyn estar em produção.
    – Maniero
    Commented 10/05/2014 às 20:10
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Uma possível solução é usar CodeDOM.

Um exemplo de como usar:

    public static void Main(string[] args)
    {
        var csc = new CSharpCodeProvider();
        var parameters = new CompilerParameters(new[] {"mscorlib.dll", "System.Core.dll"}, "teste.exe", true)
            {
                GenerateExecutable = true
            };
        CompilerResults compiledAssembly = csc.CompileAssemblyFromSource(parameters,
        @"
        using System;
        class Program {
          public static void Main() {
                Console.WriteLine(""Hello world."");
          }
        }");

        var errors = compiledAssembly.Errors
                                     .Cast<CompilerError>()
                                     .ToList();

        if (errors.Any())
        {
            errors.ForEach(Console.WriteLine);
            return;
        }

        Module module = compiledAssembly.CompiledAssembly.GetModules()[0];

        Type mt = null;
        if (module != null)
            mt = module.GetType("Program");

        MethodInfo methInfo = null;
        if (mt != null)
            methInfo = mt.GetMethod("Main");

        if (methInfo != null)
            Console.WriteLine(methInfo.Invoke(null, null));
    }

O código é compilado pela classe CSharpCodeProvider e pode ser posteriormente utilizado através de reflexão sobre a assembly gerada.

Pode encontrar outro exemplo aqui.

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