ShaderFile/uengShaderFileExpression.pas

unit uengShaderFileExpression;

{$mode objfpc}{$H+}
{$I uengShaderFile.inc}

interface

uses
  Classes, SysUtils, variants,
  uengShaderPart, uengShaderFileParser, uengShaderPartKeyValuePair;

type
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  TengExpressionItem = class(TengShaderPart)
  public
    function GetValue: Variant; virtual;
    constructor Create(const aLine, aCol: Integer); reintroduce;
  end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  TengExpressionValue = class(TengExpressionItem)
  private
    fValue: Variant;
  public
    property Value: Variant read fValue;

    function GetText: String; override;
    function GetValue: Variant; override;

    constructor Create(const aValue: Variant; const aLine, aCol: Integer);
  end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  TengExpressionVariable = class(TengExpressionItem)
  private
    fName: String;
    fPart: TengShaderPartKeyValuePair;
  public
    property Name: String                     read fName;
    property Part: TengShaderPartKeyValuePair read fPart;

    function GetText: String; override;
    function GetValue: Variant; override;

    constructor Create(const aName: String; const aPart: TengShaderPartKeyValuePair; const aLine, aCol: Integer);
  end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  TengExpressionGroup = class(TengExpressionItem)
  private
    fChild: TengExpressionItem;
  protected
    function GetCount: Integer; override;
    function GetChild(const aIndex: Integer): TengShaderPart; override;
  public
    property Child: TengExpressionItem read fChild;

    function GetText: String; override;
    function GetValue: Variant; override;

    constructor Create(const aChild: TengExpressionItem; const aLine, aCol: Integer);
    destructor Destroy; override;
  end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  TengExpressionOperation = class(TengExpressionItem)
  protected
    function GetWeight: Integer; virtual;
  public
    property Weight: Integer read GetWeight;
    function ExchangeFirst(const aItem: TengExpressionItem): TengExpressionItem; virtual;
    function ExchangeLast(const aItem: TengExpressionItem): TengExpressionItem; virtual;
  end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  TengExpressionUnaryOperator = (
    opBinaryNot,
    opLogicalNot
  );
  TengExpressionUnaryOperation = class(TengExpressionOperation)
  private
    fChild: TengExpressionItem;
    fUnaryOp: TengExpressionUnaryOperator;
  protected
    function GetWeight: Integer; override;
    function GetCount: Integer; override;
    function GetChild(const aIndex: Integer): TengShaderPart; override;
  public
    property Child:   TengExpressionItem          read fChild;
    property UnaryOp: TengExpressionUnaryOperator read fUnaryOp;

    function GetText: String; override;
    function GetValue: Variant; override;
    function ExchangeFirst(const aItem: TengExpressionItem): TengExpressionItem; override;
    function ExchangeLast(const aItem: TengExpressionItem): TengExpressionItem; override;

    constructor Create(const aUnaryOp: TengExpressionUnaryOperator; const aChild: TengExpressionItem; const aLine, aCol: Integer);
    destructor Destroy; override;
  end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  TengExpressionBinaryOperator = ( //order of elements in this enum is also the weight of the operators
    opBinaryOr, opBinaryAnd, opBinaryXor,                               // binary
    opMultiply, opDivide, opAdd, opSubtract,                            // arithmetic
    opLogicalOr, opLogicalAnd, opLogicalXor,                            // logical
    opEquals, opLesser, opGreater, opLEquals, opGEquals, opUnequals     // comparison
  );
  TengExpressionBinaryOperation = class(TengExpressionOperation)
  private
    fFirst: TengExpressionItem;
    fSecond: TengExpressionItem;
    fBinaryOp: TengExpressionBinaryOperator;
  protected
    function GetWeight: Integer; override;
    function GetCount: Integer; override;
    function GetChild(const aIndex: Integer): TengShaderPart; override;
  public
    property First:  TengExpressionItem read fFirst  write fFirst;
    property Second: TengExpressionItem read fSecond write fSecond;
    property BinaryOp: TengExpressionBinaryOperator read fBinaryOp;

    function GetText: String; override;
    function GetValue: Variant; override;
    function ExchangeFirst(const aItem: TengExpressionItem): TengExpressionItem; override;
    function ExchangeLast(const aItem: TengExpressionItem): TengExpressionItem; override;

    constructor Create(const aOperator: TengExpressionBinaryOperator; const aFirst, aSecond: TengExpressionItem; const aLine, aCol: Integer);
    destructor Destroy; override;
  end;

  function ParseExpression(const aParent: TengShaderPart; const aParams: TengTokenParameterList; aIndex: Integer): TengExpressionItem;

implementation

uses
  uengShaderFileConstants, uengShaderFileTypes, uengShaderFileHelper, uengShaderPartScope, uengShaderFile;

const
  EXPRESSION_UNARY_OPERATIONS: array[TengExpressionUnaryOperator] of String = (
    TOKEN_OP_BINARY_NOT,  //opBinaryNot
    TOKEN_OP_LOGICAL_NOT  //opLogicalNot
  );
  EXPRESSION_BINARY_OPERATIONS: array[TengExpressionBinaryOperator] of String = (
    TOKEN_OP_BINARY_OR,   //opBinaryOr
    TOKEN_OP_BINARY_AND,  //opBinaryAnd
    TOKEN_OP_BINARY_XOR,  //opBinaryXor

    TOKEN_OP_MULTIPLY,    //opMultiply
    TOKEN_OP_DIVIDE,      //opDivide
    TOKEN_OP_ADD,         //opAdd
    TOKEN_OP_SUBTRACT,    //opSubtract

    TOKEN_OP_LOGICAL_OR,  //opLogicalOr
    TOKEN_OP_LOGICAL_AND, //opLogicalAnd
    TOKEN_OP_LOGICAL_XOR, //opLogicalXor

    TOKEN_OP_EQUALS,      //opEquals
    TOKEN_OP_LESSER,      //opLesser
    TOKEN_OP_GREATER,     //opGreater
    TOKEN_OP_LEQUALS,     //opLEquals
    TOKEN_OP_GEQUALS,     //opGEquals
    TOKEN_OP_UNEQUALS     //opUnequals
  );

  UNARY_OPERATION_WEIGHTS: array[TengExpressionUnaryOperator] of Integer = (
    00,                   //opBinaryNot
    00                    //opLogicalNot
  );
  BINARY_OPERATION_WEIGHTS: array[TengExpressionBinaryOperator] of Integer = (
    01,                   //opBinaryOr
    02,                   //opBinaryAnd
    03,                   //opBinaryXor

    04,                   //opMultiply
    05,                   //opDivide
    06,                   //opAdd
    07,                   //opSubtract

    14,                   //opLogicalOr
    15,                   //opLogicalAnd
    16,                   //opLogicalXor

    08,                   //opEquals
    09,                   //opLesser
    10,                   //opGreater
    11,                   //opLEquals
    12,                   //opGEquals
    13                    //opUnequals
  );

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//TengExpressionItem////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionItem.GetValue: Variant;
begin
  result := Unassigned; // DUMMY
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
constructor TengExpressionItem.Create(const aLine, aCol: Integer);
begin
  inherited Create(nil);
  fLine := aLine;
  fCol  := aCol;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//TengExpressionValue///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionValue.GetText: String;
begin
  result := TOKEN_CHAR_QUOTE + fValue + TOKEN_CHAR_QUOTE;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionValue.GetValue: Variant;
begin
  result := fValue;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
constructor TengExpressionValue.Create(const aValue: Variant; const aLine, aCol: Integer);
begin
  inherited Create(aLine, aCol);
  fValue := aValue;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//TengExpressionVariable////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionVariable.GetText: String;
begin
  result := fName;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionVariable.GetValue: Variant;
begin
  result := Unassigned;
  if Assigned(fPart) then
    result := fPart.Value;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
constructor TengExpressionVariable.Create(const aName: String; const aPart: TengShaderPartKeyValuePair; const aLine, aCol: Integer);
begin
  inherited Create(aLine, aCol);
  fName := aName;
  fPart := aPart;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//TengExpressionGroup///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionGroup.GetCount: Integer;
begin
  result := 1;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionGroup.GetChild(const aIndex: Integer): TengShaderPart;
begin
  if (aIndex >= 0) and (aIndex < 1)
    then result := fChild
    else raise EengOutOfRange.Create(0, 0, aIndex, self);
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionGroup.GetText: String;
begin
  if Assigned(fChild)
    then result := TOKEN_OP_GROUP_BEGIN + fChild.GetText + TOKEN_OP_GROUP_END
    else result := '';
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionGroup.GetValue: Variant;
begin
  if Assigned(fChild)
    then result := fChild.GetValue
    else result := Unassigned;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
constructor TengExpressionGroup.Create(const aChild: TengExpressionItem; const aLine, aCol: Integer);
begin
  inherited Create(aLine, aCol);
  fChild := aChild;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
destructor TengExpressionGroup.Destroy;
begin
  FreeAndNil(fChild);
  inherited Destroy;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//TengExpressionOperation///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionOperation.GetWeight: Integer;
begin
  result := -1;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionOperation.ExchangeFirst(const aItem: TengExpressionItem): TengExpressionItem;
begin
  result := nil;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionOperation.ExchangeLast(const aItem: TengExpressionItem): TengExpressionItem;
begin
  result := nil;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//TengExpressionUnaryOperation//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionUnaryOperation.GetWeight: Integer;
begin
  result := UNARY_OPERATION_WEIGHTS[fUnaryOp];
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionUnaryOperation.GetCount: Integer;
begin
  result := 1;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionUnaryOperation.GetChild(const aIndex: Integer): TengShaderPart;
begin
  if (aIndex >= 0) and (aIndex < 1)
    then result := fChild
    else raise EengOutOfRange.Create(0, 0, aIndex, self);
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionUnaryOperation.GetText: String;
begin
  if not Assigned(fChild) then
    EengExpression.Create('no child assigned', self);
  result :=
    {$IFDEF SHADER_FILE_EXPRESSION_ADD_BRACKET}TOKEN_OP_GROUP_BEGIN+{$ENDIF}
    EXPRESSION_UNARY_OPERATIONS[fUnaryOp] + ' ' + fChild.GetText
    {$IFDEF SHADER_FILE_EXPRESSION_ADD_BRACKET}+TOKEN_OP_GROUP_END{$ENDIF};
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionUnaryOperation.GetValue: Variant;
var
  v: Variant;
begin
  if not Assigned(fChild) then
    raise EengExpression.Create('no child assigned', self);
  try
    case fUnaryOp of

      opBinaryNot: begin
        v := fChild.GetValue;
        result := not Integer(v);
      end;

      opLogicalNot: begin
        v := fChild.GetValue;
        result := not Boolean(v);
      end;
    else
      result := inherited GetValue;
    end;
  except
    on ex: Exception do
      raise EengInvalidParamter.Create(
        ex.Message + '("' + GetText + '" ==> ' +
        EXPRESSION_UNARY_OPERATIONS[fUnaryOp] + ' ' + v + '")',
        Line, Col, Filename, self);
  end;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionUnaryOperation.ExchangeFirst(const aItem: TengExpressionItem): TengExpressionItem;
begin
  result := fChild;
  fChild := aItem;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionUnaryOperation.ExchangeLast(const aItem: TengExpressionItem): TengExpressionItem;
begin
  result := fChild;
  fChild := aItem;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
constructor TengExpressionUnaryOperation.Create(const aUnaryOp: TengExpressionUnaryOperator; const aChild: TengExpressionItem; const aLine, aCol: Integer);
begin
  inherited Create(aLine, aCol);
  fChild   := aChild;
  fUnaryOp := aUnaryOp;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
destructor TengExpressionUnaryOperation.Destroy;
begin
  FreeAndNil(fChild);
  inherited Destroy;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//TengExpressionBinaryOperation/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionBinaryOperation.GetWeight: Integer;
begin
  result := BINARY_OPERATION_WEIGHTS[fBinaryOp];
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionBinaryOperation.GetCount: Integer;
begin
  result := 2;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionBinaryOperation.GetChild(const aIndex: Integer): TengShaderPart;
begin
  if (aIndex < 0) and (aIndex >= 2) then
    raise EengOutOfRange.Create(0, 1, aIndex, self);
  case aIndex of
    0: result := fFirst;
    1: result := fSecond;
  else
    result := nil;
  end;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionBinaryOperation.GetText: String;
begin
  if not Assigned(fFirst) or not Assigned(fSecond) then
    raise EengExpression.Create('first or second item not assigned');
  result :=
    {$IFDEF SHADER_FILE_EXPRESSION_ADD_BRACKET}TOKEN_OP_GROUP_BEGIN +{$ENDIF}
    fFirst.GetText + ' ' + EXPRESSION_BINARY_OPERATIONS[fBinaryOp] + ' ' + fSecond.GetText
    {$IFDEF SHADER_FILE_EXPRESSION_ADD_BRACKET} + TOKEN_OP_GROUP_END{$ENDIF};
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionBinaryOperation.GetValue: Variant;
var
  v1: Variant;
  v2: Variant;
begin
  if not Assigned(fFirst) or not Assigned(fSecond) then
    raise EengExpression.Create('first or second item not assigned');
  v1 := fFirst.GetValue;
  v2 := fSecond.GetValue;
  try
    case fBinaryOp of
      opBinaryOr:   result := (Integer(v1)  or Integer(v2));
      opBinaryAnd:  result := (Integer(v1) and Integer(v2));
      opBinaryXor:  result := (Integer(v1) xor Integer(v2));

      opMultiply:   result := (v1 * v2);
      opDivide:     result := (v1 / v2);
      opAdd:        result := (v1 + v2);
      opSubtract:   result := (v1 - v2);

      opLogicalOr:  result := (Boolean(v1)  or Boolean(v2));
      opLogicalAnd: result := (Boolean(v1) and Boolean(v2));
      opLogicalXor: result := (Boolean(v1) xor Boolean(v2));

      opEquals:     result := (v1  = v2);
      opLesser:     result := (v1  < v2);
      opGreater:    result := (v1  > v2);
      opLEquals:    result := (v1 <= v2);
      opGEquals:    result := (v1 >= v2);
      opUnequals:   result := (v1 <> v2);
    else
      result := inherited GetValue;
    end;
  except
    on ex: Exception do
      raise EengInvalidParamter.Create(
        ex.Message + ' ("' + GetText + '" ==> "' + v1 + ' ' +
        EXPRESSION_BINARY_OPERATIONS[fBinaryOp] + ' ' + v2 + '")',
        self);
  end;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionBinaryOperation.ExchangeFirst(const aItem: TengExpressionItem): TengExpressionItem;
begin
  result := fFirst;
  fFirst := aItem;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TengExpressionBinaryOperation.ExchangeLast(const aItem: TengExpressionItem): TengExpressionItem;
begin
  result := fSecond;
  fSecond := aItem;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
constructor TengExpressionBinaryOperation.Create(const aOperator: TengExpressionBinaryOperator;
  const aFirst, aSecond: TengExpressionItem; const aLine, aCol: Integer);
begin
  inherited Create(aLine, aCol);
  fBinaryOp := aOperator;
  fFirst    := aFirst;
  fSecond   := aSecond;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
destructor TengExpressionBinaryOperation.Destroy;
begin
  FreeAndNil(fFirst);
  FreeAndNil(fSecond);
  inherited Destroy;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
type
  TExpectedParam = (exVariable, exValue, exGroupBegin, exGroupEnd, exUnaryOperation, exBinaryOperation);
  TExpectedParams = set of TExpectedParam;
  TExpressionParser = class(TObject)
  private
    fParent: TengShaderPart;
    fParamPos: Integer;
    fParams: TengTokenParameterList;
  private
    function NextParam(out aParam: TengTokenParameter): Boolean;
    function IsUnaryOperation(const aParam: String; out aOperator: TengExpressionUnaryOperator): Boolean;
    function IsBinaryOperation(const aParam: String; out aOperator: TengExpressionBinaryOperator): Boolean;
    procedure RaiseEx(const aMsg: String; const aParam: TengTokenParameter; aName: String = '');
    function Move(var aItem: TengExpressionItem): TengExpressionItem;
    function Merge(aOld, aNew: TengExpressionItem): TengExpressionItem;
    function GetExpr(const aExpected: TExpectedParams): TengExpressionItem;
  public
    function GetGroup: TengExpressionItem;
    constructor Create(const aParent: TengShaderPart; const aParams: TengTokenParameterList; const aIndex: Integer);
  end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//TExpressionParser/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TExpressionParser.NextParam(out aParam: TengTokenParameter): Boolean;
begin
  inc(fParamPos);
  result := (fParamPos < fParams.Count);
  if result
    then aParam := fParams[fParamPos]
    else FillByte(aParam{%H-}, SizeOf(aParam), 0);
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TExpressionParser.IsUnaryOperation(const aParam: String; out aOperator: TengExpressionUnaryOperator): Boolean;
begin
  result := true;
  for aOperator in TengExpressionUnaryOperator do
    if (aParam = EXPRESSION_UNARY_OPERATIONS[aOperator]) then
      exit;
  result := false;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TExpressionParser.IsBinaryOperation(const aParam: String; out aOperator: TengExpressionBinaryOperator): Boolean;
begin
  result := true;
  for aOperator in TengExpressionBinaryOperator do
    if (aParam = EXPRESSION_BINARY_OPERATIONS[aOperator]) then
      exit;
  result := false;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
procedure TExpressionParser.RaiseEx(const aMsg: String; const aParam: TengTokenParameter; aName: String = '');
begin
  if (aName = '') then
    aName := aParam.Name;
  raise EengExpression.Create(aMsg + ' ' + aParam.Name, aParam.Line, aParam.Col, fParent.Filename, fParent);
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TExpressionParser.Move(var aItem: TengExpressionItem): TengExpressionItem;
begin
  result := aItem;
  aItem := nil;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TExpressionParser.Merge(aOld, aNew: TengExpressionItem): TengExpressionItem;
var
  o, n: TengExpressionOperation;
  tmp: TengExpressionItem;
begin
  result := nil;
  try
    if not Assigned(aOld) then begin
      result := aNew;
      exit;
    end else if not Assigned(aNew) then begin
      result := aOld;
      exit;
    end else if (aOld is TengExpressionOperation) and (aNew is TengExpressionOperation) then begin
      o := (aOld as TengExpressionOperation);
      n := (aNew as TengExpressionOperation);
      if (n.Weight < o.Weight) then begin
        tmp := n.ExchangeFirst(o.ExchangeLast(n));
        aNew := nil;
        result := aOld;
      end else begin
        tmp := n.ExchangeFirst(o);
        aOld := nil;
        result := aNew;
      end;
      if Assigned(tmp) then
        raise EengExpressionInternal.Create(1, fParent);
    end else if (aOld is TengExpressionOperation) then begin
      o := (aOld as TengExpressionOperation);
      o.ExchangeLast(aNew);
      aNew := nil;
      result := aOld;
    end else if (aNew is TengExpressionOperation) then begin
      n := (aNew as TengExpressionOperation);
      n.ExchangeFirst(aOld);
      aOld := nil;
      result := aNew;
    end;;
  except
    FreeAndNil(aOld);
    FreeAndNil(aNew);
    result := nil;
    raise;
  end;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TExpressionParser.GetExpr(const aExpected: TExpectedParams): TengExpressionItem;
var
  uOp: TengExpressionUnaryOperator;
  bOp: TengExpressionBinaryOperator;
  item: TengExpressionItem;
  param: TengTokenParameter;
  sr: TengSearchResults;
  walker: TengKeyValuePairSearchWalker;
  tmp: TengShaderPart;
begin
  item := nil;
  result := nil;
  try
    if NextParam(param) then begin
      // GroupBegin
      if (param.Name = TOKEN_OP_GROUP_BEGIN) then begin
        if not (exGroupBegin in aExpected) then
          RaiseEx('unexpected', param);
        item := GetGroup;
        result := TengExpressionGroup.Create(Move(item), param.Col, param.Line);

      // GroupEnd
      end else if (param.Name = TOKEN_OP_GROUP_END) then begin
        if not (exGroupEnd in aExpected) then
          RaiseEx('unexpected', param);

      // UnaryOperation
      end else if IsUnaryOperation(param.Name, uOp) then begin
        if not (exUnaryOperation in aExpected) then
          RaiseEx('unexpected operation:', param);
        item := GetExpr([exVariable, exValue, exGroupBegin, exUnaryOperation]);
        result := TengExpressionUnaryOperation.Create(uOp, Move(item), param.Line, param.Col);

      // BinaryOperation
      end else if IsBinaryOperation(param.Name, bOp) then begin
        if not (exBinaryOperation in aExpected) then
          RaiseEx('unexpected operation:', param);
        item := GetExpr([exVariable, exValue, exGroupBegin, exUnaryOperation]);
        item := TengExpressionBinaryOperation.Create(bOp, nil, Move(item), param.Line, param.Col);
        result := Merge(result, item);

      // Value
      end else if param.Quoted and IsValidIdentifier(param.Name) then begin
        if not (exValue in aExpected) then
          RaiseEx('unexpected value:', param);
        result := TengExpressionValue.Create(param.Name, param.Line, param.Col);

      // Variable
      end else if IsValidIdentifier(param.Name) then begin
        if not (exVariable in aExpected) then
          RaiseEx('unexpected variable:', param);
        sr := TengSearchResults.Create;
        walker := TengKeyValuePairSearchWalker.Create(sr);
        try
          walker.Name               := param.Name;
          walker.SearchFlags        := [sfSearchChildren, sfSearchParents, sfSearchInherited];
          walker.ResultTypes        := CengShaderPartArr.Create(TengShaderPartProperty, TengShaderPartStatic);
          walker.ChildrenDoNotLeave := CengShaderPartArr.Create(TengShaderPartScope);
          walker.ChildrenForceLeave := CengShaderPartArr.Create(TengShaderFile);
          walker.ParentsDoNotLeave  := CengShaderPartArr.Create(TengShaderFile);
          walker.Run(fParent);
          tmp    := ExtractSearchResult(fParent, param.Name, sr, [ifWarning, ifRaiseEx], param.Line, param.Col);
          result := TengExpressionVariable.Create(param.Name, (tmp as TengShaderPartKeyValuePair), param.Line, param.Col);
        finally
          FreeAndNil(walker);
          FreeAndNil(sr);
        end;

      // Unknown
      end else
        raise EengExpression.Create('invalid parameter: ' + param.Name, param.Line, param.Col, fParent.Filename, fParent);
    end;

    if not Assigned(result) and not (exGroupEnd in aExpected) then
      RaiseEx('unexpected', param, 'end');
  except
    FreeAndNil(item);
    FreeAndNil(result);
    raise;
  end;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function TExpressionParser.GetGroup: TengExpressionItem;
var
  ex: TExpectedParams;
  item: TengExpressionItem;
  b: Boolean;
begin
  item := nil;
  result := nil;
  try
    ex := [exVariable, exValue, exGroupBegin, exUnaryOperation];
    repeat
      item := GetExpr(ex);
      b := Assigned(item);
      result := Merge(result, Move(item));
      ex := ex + [exBinaryOperation, exGroupEnd];
    until not b;
  except
    FreeAndNil(result);
    FreeAndNil(item);
    raise;
  end;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
constructor TExpressionParser.Create(const aParent: TengShaderPart; const aParams: TengTokenParameterList; const aIndex: Integer);
begin
  fParamPos := aIndex - 1;
  fParams   := aParams;
  fParent   := aParent;
end;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
function ParseExpression(const aParent: TengShaderPart; const aParams: TengTokenParameterList; aIndex: Integer): TengExpressionItem;
var
  parser: TExpressionParser;
begin
  parser := TExpressionParser.Create(aParent, aParams, aIndex);
  try
    result := parser.GetGroup;
  finally
    FreeAndNil(parser);
  end;
end;

end.