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google aviator：轻量级Java公式引擎
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Aviator依赖了commons-beanutils, 使用Aviator可以添加下面的maven依赖: com.googlecode.aviator aviator 5.0.1 官方文档 简介Aviator是一个高性能、轻量级的 java 语言实现的表达式求值引擎, 主要用于各种表达式的动态求值。现在已经有很多开源可用的 java 表达式求值引擎,为什么还需要 Avaitor 呢? Aviator的设计目标是轻量级和高性能,相比于Groovy、JRuby的笨重, Aviator非常小, 加上依赖包也才450K,不算依赖包的话只有 70K; 当然, Aviator的语法是受限的, 它不是一门完整的语言, 而只是语言的一小部分集合。 其次, Aviator的实现思路与其他轻量级的求值器很不相同, 其他求值器一般都是通过解释的方式运行, 而Aviator则是直接将表达式编译成Java 字节码, 交给JVM去执行。简单来说, Aviator的定位是介于Groovy这样的重量级脚本语言和IKExpression这样的轻量级表达式引擎 之间。 Aviator支持大部分运算操作符, 包括算术操作符、关系运算符、逻辑操作符、位运算符、正则匹配操作符(=~)、三元表达式(?😃, 并且支持操作符的优先级和括号强制优先级, 具体请看后面的操作符列表, 支持自定义函数. 常用的方法 @Test public void playAviator(){ String string = AviatorEvaluator.execute("1.2+3+4").toString();// 8.2 String name="小明"; Map paramMap=new HashMap(); paramMap.put("name", name); string=AviatorEvaluator.execute("'你的名字是'+name", paramMap).toString();// 你的名字是小明 paramMap.put("a", 5); paramMap.put("b", 4); string = AviatorEvaluator.execute("a+b/3.0", paramMap).toString();// 6.333333333333333 //推荐使用的方式 string = AviatorEvaluator.compile("a/(b-1.0)").execute(paramMap).toString();// 1.6666666666666667 string=AviatorEvaluator.exec("hahah+'上1年级'", name).toString();// 小明上1年级 System.out.println(string); } 使用手册 执行表达式Aviator的使用都是集中通过com.googlecode.aviator.AviatorEvaluator这个入口类来处理, 最简单的例子, 执行一个计算1+2+3的表达式: import com.googlecode.aviator.AviatorEvaluator; public class TestAviator { public static void main(String[] args) { Long result = (Long) AviatorEvaluator.execute("1+2+3"); System.out.println(result); } }细心的朋友肯定注意到结果是Long,而不是Integer。这是因为Aviator的数值类型仅支持Long和Double, 任何整数都将转换成Long, 任何浮点数都将转换为Double, 包括用户传入的变量数值。这个例子的打印结果将是正确答案6。 使用变量想让Aviator对你say hello吗? 很简单, 传入你的名字, 让Aviator负责字符串的相加: public class TestAviator { public static void main(String[] args) { String yourName = "Michael"; Map env = new HashMap(); env.put("yourName", yourName); String result = (String) AviatorEvaluator.execute(" 'hello ' + yourName ", env); System.out.println(result); // hello Michael } }上面的例子演示了怎么向表达式传入变量值, 表达式中的yourName是一个变量, 默认为null, 通过传入Map的变量绑定环境, 将yourName设置为你输入的名称。 env 的key是变量名, value是变量的值。 上面例子中的’hello ‘是一个Aviator的String, Aviator的String是任何用单引号或者双引号括起来的字符序列, String可以比较大小(基于unicode顺序), 可以参与正则匹配, 可以与任何对象相加, 任何对象与String相加结果为String。 String中也可以有转义字符,如\n、\、’ 等。 AviatorEvaluator.execute(" 'a\"b' "); // 字符串 a"b AviatorEvaluator.execute(" \"a\'b\" "); // 字符串 a'b AviatorEvaluator.execute(" 'hello ' + 3 "); // 字符串 hello 3 AviatorEvaluator.execute(" 'hello '+ unknow "); // 字符串 hello null exec 方法Aviator 2.2 开始新增加一个exec方法, 可以更方便地传入变量并执行, 而不需要构造env这个map了: String name = "dennis"; AviatorEvaluator.exec(" 'hello ' + yourName ", name); // hello dennis只要在exec中按照变量在表达式中的出现顺序传入变量值就可以执行, 不需要构建Map了。 调用函数Aviator 支持函数调用, 函数调用的风格类似 lua, 下面的例子获取字符串的长度: AviatorEvaluator.execute("string.length('hello')"); // 5tring.length(‘hello’)是一个函数调用, string.length是一个函数, 'hello’是调用的参数。 再用string.substring来截取字符串: AviatorEvaluator.execute("string.contains(\"test\", string.substring('hello', 1, 2))"); // true通过string.substring(‘hello’, 1, 2)获取字符串’e’, 然后通过函数string.contains判断e是否在’test’中。可以看到, 函数可以嵌套调用。 Aviator 的内置函数列表请看后面。 自定义函数Aviator 除了内置的函数之外,还允许用户自定义函数,只要实现com.googlecode.aviator.runtime.type.AviatorFunction接口, 并注册到AviatorEvaluator即可使用. AviatorFunction接口十分庞大, 通常来说你并不需要实现所有的方法, 只要根据你的方法的参 数个数, 继承AbstractFunction类并override相应方法即可。 可以看一个例子,我们实现一个add函数来做数值的相加: public class TestAviator { public static void main(String[] args) { //注册函数 AviatorEvaluator.addFunction(new AddFunction()); System.out.println(AviatorEvaluator.execute("add(1, 2)")); // 3.0 System.out.println(AviatorEvaluator.execute("add(add(1, 2), 100)")); // 103.0 } } class AddFunction extends AbstractFunction { @Override public AviatorObject call(Map env, AviatorObject arg1, AviatorObject arg2) { Number left = FunctionUtils.getNumberValue(arg1, env); Number right = FunctionUtils.getNumberValue(arg2, env); return new AviatorDouble(left.doubleValue() + right.doubleValue()); } public String getName() { return "add"; } }注册函数通过AviatorEvaluator.addFunction方法, 移除可以通过removeFunction。 编译表达式上面提到的例子都是直接执行表达式, 事实上 Aviator 背后都帮你做了编译并执行的工作。 你可以自己先编译表达式, 返回一个编译的结果, 然后传入不同的env来复用编译结果, 提高性能, 这是更推荐的使用方式: public class TestAviator { public static void main(String[] args) { String expression = "a-(b-c)>100"; // 编译表达式 Expression compiledExp = AviatorEvaluator.compile(expression); Map env = new HashMap(); env.put("a", 100.3); env.put("b", 45); env.put("c", -199.100); // 执行表达式 Boolean result = (Boolean) compiledExp.execute(env); System.out.println(result); // false } }通过compile方法可以将表达式编译成Expression的中间对象, 当要执行表达式的时候传入env并调用Expression的execute方法即可。 表达式中使用了括号来强制优先级, 这个例子还使用了>用于比较数值大小, 比较运算符!=、==、>、>=、 String email = "[email protected]"; Map env = new HashMap(); env.put("email", email); String username = (String) AviatorEvaluator.execute("email=~/([\\w0-8]+)@\\w+[\\.\\w+]+/ ? $1 : 'unknow' ", env); System.out.println(username); // killme2008 } email与正则表达式/([\w0-8]+@\w+[\.\w+]+)/通过=~操作符来匹配,结果为一个 Boolean 类 型, 因此可以用于三元表达式判断,匹配成功的时候返回$1,指代正则表达式的分组 1,也就是用户名,否则返回unknown。 Aviator 在表达式级别支持正则表达式,通过//括起来的字符序列构成一个正则表达式,正则表 达式可以用于匹配(作为=~的右操作数)、比较大小,匹配仅能与字符串进行匹配。匹配成功后, Aviator 会自动将匹配成功的分组放入$num的变量中,其中$0 指代整个匹配的字符串,而$1表示第一个分组,以此类推。 Aviator 的正则表达式规则跟 Java 完全一样,因为内部其实就是使用java.util.regex.Pattern做编译的。 变量的语法糖Aviator 有个方便用户使用变量的语法糖, 当你要访问变量a中的某个属性b, 那么你可以通过a.b访问到, 更进一步, a.b.c将访问变量a的b属性中的c属性值, 推广开来也就是说 Aviator 可以将变量声明为嵌套访问的形式。 TestAviator类符合JavaBean规范, 并且是 public 的，我们就可以使用语法糖: public class TestAviator { int i; float f; Date date; // 构造方法 public TestAviator(int i, float f, Date date) { this.i = i; this.f = f; this.date = date; } // getter and setter public static void main(String[] args) { TestAviator foo = new TestAviator(100, 3.14f, new Date()); Map env = new HashMap(); env.put("foo", foo); System.out.println(AviatorEvaluator.execute("'foo.i = '+foo.i", env)); // foo.i = 100 System.out.println(AviatorEvaluator.execute("'foo.f = '+foo.f", env)); // foo.f = 3.14 System.out.println(AviatorEvaluator.execute("'foo.date.year = '+(foo.date.year+1990)", env)); // foo.date.year = 2106 } } nil 对象nil是 Aviator 内置的常量,类似 java 中的null,表示空的值。nil跟null不同的在于,在 java 中null只能使用在==、!=的比较运算符,而nil还可以使用>、>=、 System.out.println(AviatorEvaluator.exec("99999999999999999999999999999999 + 99999999999999999999999999999999")); } 结果为类型big int的: 199999999999999999999999999999998 字面量表示big int和decimal的表示与其他数字不同,两条规则: 以大写字母N为后缀的整数都被认为是big int,如1N,2N,9999999999999999999999N等, 都是big int类型。 超过long范围的整数字面量都将自动转换为big int类型。 以大写字母M为后缀的数字都被认为是decimal, 如1M,2.222M, 100000.9999M等, 都是decimal类型。 用户也可以通过变量传入这两种类型来参与计算。 运算big int和decimal的运算,跟其他数字类型long,double没有什么区别,操作符仍然是一样的。 aviator重载了基本算术操作符来支持这两种新类型: public static void main(String[] args) { Object rt = AviatorEvaluator.execute("9223372036854775807100.356M * 2"); System.out.println(rt + " " + rt.getClass()); // 18446744073709551614200.712 class java.math.BigDecimal rt = AviatorEvaluator.execute("92233720368547758074+1000"); System.out.println(rt + " " + rt.getClass()); // 92233720368547759074 class java.math.BigInteger BigInteger a = new BigInteger(String.valueOf(Long.MAX_VALUE) + String.valueOf(Long.MAX_VALUE)); BigDecimal b = new BigDecimal("3.2"); BigDecimal c = new BigDecimal("9999.99999"); Map map = new HashMap(); map.put("a",a); rt = AviatorEvaluator.execute("a+10000000000000000000", map); System.out.println(rt + " " + rt.getClass()); // 92233720368547758089223372036854775807 class java.math.BigInteger map.clear(); map.put("b",b); map.put("c",c); rt = AviatorEvaluator.execute("b+c*2", map); System.out.println(rt + " " + rt.getClass()); // 20003.19998 class java.math.BigDecimal map.clear(); map.put("a",a); map.put("b",b); map.put("c",c); rt = AviatorEvaluator.execute("a*b/c", map); System.out.println(rt + " " + rt.getClass()); // 2.951479054745007313280155218459508E+34 class java.math.BigDecimal } 类型转换和提升当big int或者decimal和其他类型的数字做运算的时候,按照long < big int < decimal < double的规则做提升, 也就是说运算的数字如果类型不一致, 结果的类型为两者之间更“高”的类型。例如: 1 + 3N, 结果为big int的4N 1 + 3.1M,结果为decimal的4.1M 1N + 3.1M,结果为decimal的 4.1M 1.0 + 3N,结果为double的4.0 1.0 + 3.1M,结果为double的4.1 decimal 的计算精度Java 的java.math.BigDecimal通过java.math.MathContext支持特定精度的计算,任何涉及到金额的计算都应该使用decimal类型。 默认 Aviator 的计算精度为MathContext.DECIMAL128,你可以自定义精度, 通过: AviatorEvaluator.setMathContext(MathContext.DECIMAL64);即可设置,更多关于decimal的精度问题请看java.math.BigDecimal的 javadoc 文档。 强大的 seq 库aviator 拥有强大的操作集合和数组的 seq 库。整个库风格类似函数式编程中的高阶函数。在 aviator 中, 数组以及java.util.Collection下的子类都称为seq,可以直接利用 seq 库进行遍历、过滤和聚合等操作。 例如,假设我有个 list: public static void main(String[] args) { Map env = new HashMap(); ArrayList list = new ArrayList(); list.add(3); list.add(20); list.add(10); env.put("list", list); Object result = AviatorEvaluator.execute("count(list)", env); System.out.println(result); // 3 result = AviatorEvaluator.execute("reduce(list,+,0)", env); System.out.println(result); // 33 result = AviatorEvaluator.execute("filter(list,seq.gt(9))", env); System.out.println(result); // [10, 20] result = AviatorEvaluator.execute("include(list,10)", env); System.out.println(result); // true result = AviatorEvaluator.execute("sort(list)", env); System.out.println(result); // [3, 10, 20] AviatorEvaluator.execute("map(list,println)", env); }我们可以: 求长度: count(list)求和: reduce(list,+,0), reduce函数接收三个参数,第一个是seq,第二个是聚合的函数,如+等,第三个是聚合的初始值过滤: filter(list,seq.gt(9)), 过滤出list中所有大于9的元素并返回集合; seq.gt函数用于生成一个谓词,表示大于某个值判断元素在不在集合里: include(list,10)排序: sort(list)遍历整个集合: map(list,println), map接受的第二个函数将作用于集合中的每个元素,这里简单地调用println打印每个元素 两种运行模式默认 AviatorEvaluator 以执行速度优先: AviatorEvaluator.setOptimize(AviatorEvaluator.EVAL); 你可以修改为编译速度优先,这样不会做编译优化: AviatorEvaluator.setOptimize(AviatorEvaluator.COMPILE); 调试信息从 2.1.1.版本开始,Aviator允许设置输出每个表达式生成的字节码,只要设置trace为true即可: AviatorEvaluator.setTrace(true); 方便用户做跟踪和调试。默认是输出到标准输出,你可以改变输出指向: AviatorEvaluator.setTraceOutputStream(new FileOutputStream(new File("aviator.log"))); 语法手册下面是 Aviator 详细的语法规则定义。 数据类型Number类型: 数字类型,支持四种类型,分别是long,double,java.math.BigInteger(简称 big int)和java.math.BigDecimal(简 称 decimal),规则如下: 任何以大写字母 N 结尾的整数都被认为是 big int 任何以大写字母 M 结尾的数字都被认为是 decimal 其他的任何整数都将被转换为 Long 其他任何浮点数都将被转换为 Double 超过 long 范围的整数字面量都将自动转换为 big int 类型 其中 big int 和 decimal 是 2.3.0 版本开始引入的。数字还支持十六进制(以0x或者0X开头的数字), 以及科学计数法,如1e-3等。 不支持其他进制。 String类型: 字符串类型,单引号或者双引号括起来的文本串,如’hello world’, 变量如果传入的是String或者Character也将转为String类型 Bool类型: 常量true和false,表示真值和假值,与 java 的Boolean.TRUE和Boolean.False对应 Pattern类型: 正则表达式, 以//括起来的字符串,如/\d+/,内部 实现为java.util.Pattern 变量类型: 与 Java 的变量命名规则相同,变量的值由用户传入 nil类型: 常量nil,类似 java 中的null,但是nil比较特殊,nil不仅可以参与==、!=的比较, 也可以参与>、>=、, >。 匹配运算符匹配运算符=~用于String和Pattern的匹配,它的左操作数必须为String,右操作数必须为Pattern。 匹配成功后,Pattern的分组将存于变量$num,num为分组索引。 三元运算符Aviator 没有提供if else语句,但是提供了三元运算符?:,形式为bool ? exp1: exp2。 其中bool必须为Boolean类型的表达式, 而exp1和exp2可以为任何合法的 Aviator 表达式,并且不要求exp1和exp2返回的结果类型一致。 内置函数
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