轻量级Java表达式引擎Aviator

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 537K,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 JVM 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 的特性:

  1. 支持绝大多数运算操作符,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(?:)
  2. 支持操作符优先级和括号强制设定优先级
  3. 逻辑运算符支持短路运算。
  4. 支持丰富类型,例如nil、整数和浮点数、字符串、正则表达式、日期、变量等,支持自动类型转换。
  5. 内置一套强大的常用函数库
  6. 可自定义函数,易于扩展
  7. 可重载操作符
  8. 支持大数运算(BigInteger)和高精度运算(BigDecimal)
  9. 性能优秀

包依赖

Aviator依赖了commons-beanutils, 使用Aviator可以添加下面的maven依赖:

    
        com.googlecode.aviator
        aviator
        {version}
    

从 3.2.0 版本开始, Aviator 仅支持 JDK 7 及其以上版本。 JDK 6 请使用 3.1.1 这个稳定版本。

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LongDouble, 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

例外情况是,如果开启了 ALWAYS_PARSE_FLOATING_POINT_NUMBER_INTO_DECIMAL 选项,那么在表达式中出现的浮点数都将解析为 BigDecimal,这是为了方便一些用户要求高精度的计算,又不想额外地给浮点数加上 M 后缀标记为 BigDecimal:

    AviatorEvaluator.setOption(Options.ALWAYS_PARSE_FLOATING_POINT_NUMBER_INTO_DECIMAL, true);

Aviator 的示例代码可以在 example 里找到。

多行表达式

从 4.0.0 开始, aviator支持以分号 ; 隔开的多行表达式,对于多行表达式求值的结果将是最后一个表达式的结果,例如

AviatorEvaluator.execute("print('hello world'); 1+2+3 ; 100-1");

的结果将是最后一个表达式 100-1,也就是 99,但是中间的表达式也将执行,包括打印 hello world。通过在表达式求值过程中加入 println打印,可以方便调试,也可以通过 Options.TRACE_EVAL来跟踪执行过程,参见后续章节。

求值器多实例

AviatorEvaluator是一个全局静态实例,但是很多场景下,你可能想为不同的场景提供一个不同的求值器实例,包括不同的选项配置和自定义函数列表等,那么从 4.0.0开始, Aviator提供了多实例的求值器支持:

AviatorEvaluatorInstance instance = AviatorEvaluator.newInstance();
//接下来使用 instance,几乎跟 AviatorEvaluator 没有不同,只是换成了实例方法

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AviatorStringAviatorString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')");  // 5

string.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。

lambda函数定义

从 4.0.0 开始, aviator 支持通过 lambda 关键字定义一个匿名函数,并且支持闭包捕获:

AviatorEvaluator.exec("(lambda (x,y) -> x + y end)(x,y)", 1, 2);

上面的例子我们定义了一个接收两个参数的匿名函数 lambda (x,y) -> x + y end,然后直接使用 x,y两个变量进行调用,求值的时候传入的x,y分别是1和2,因此结果为3.

匿名函数的基本定义形式是

lambda (参数1,参数2...) -> 参数体表达式 end

匿名函数可以作为参数使用,也可以作为结果返回,例如下面这个稍微复杂点的例子,也可以看到闭包捕获的效果:

    AviatorEvaluator
        .exec("(lambda (x) -> lambda(y) -> lambda(z) -> x + y + z end end end)(1)(2)(3)");

我们定义了一个函数,它接收参数 x,然后返回了一个新的函数,这个新函数接收参数 y,新返回的又是另一个新函数,最后这个新函数接收参数 z,并且将 x+y+z 三个参数求和并返回。 假设这个匿名函数”名称“为s,那么上述表达式的调用结果等价于 s(1)(2)(3),最终就是 1+2+3。

匿名函数更大的用户在于后面的 seq 库配合高阶函数使用。

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。另外, FunctionUtils 提供了一些方便参数类型转换的方法。

如果你的参数个数不确定,可以继承 AbstractVariadicFunction 类,只要实现其中的 variadicCall 方法即可,比如我们实现一个找到第一个参数不为 null 的函数:

public class GetFirstNonNullFunction extends AbstractVariadicFunction {

    public AviatorObject variadicCall(Map env, AviatorObject... args) {
        if (args != null) {
            for (AviatorObject arg : args) {
                if (arg.getValue(env) != null) {
                    return arg;
                }
            }
        }
        return new AviatorString(null);
    }


    @Override
    public String getName() {
        return "getFirstNonNull";
    }

}

注册后使用就可以传入不定参数了:

getFirstNonNull(1);
getFirstNonNull(1,2,3,4,nil,5);
getFirstNonNull(a,b,c,d);

当然,同时你仍然覆写特定的 call 方法来自定义实现。

自定义函数在 4.0.0 之后也可以通过 lambda 来定义:

AviatorEvaluator.defineFunction("add", "lambda (x,y) -> x + y end");
AviatorEvaluator.exec("add(1,2)");

加载自定义函数列表

除了通过代码的方式 AviatorEvaluator.addFunction 来添加自定义函数之外,你可以在 classpath 下放置一个配置文件 aviator_functions.config,内容是一行一行的自定义函数类的完整名称,例如:

# 这是一行注释
com.example.TestFunction
com.example.GetFirstNonNullFunction

那么 Aviator 将在 JVM 启动的时候自动加载这些自定义函数,配置文件中以 # 开头的行将被认为是注释。如果你想自定义文件路径,可以通过传入环境变量

-Dcom.googlecode.aviator.custom_function_config_file=xxxx.config

来设置。

函数加载器

从 4.0.0 开始,Aviator 还支持 FunctionLoader接口,可以用于自定义函数加载器:

/**
 * Function loader to load function when function not found.
 *
 * @author dennis
 *
 */
public interface FunctionLoader {

  /**
   * Invoked when function not found
   *
   * @param name function name
   */
  public AviatorFunction onFunctionNotFound(String name);
}

用户可以自主实现函数加载器,当函数不能从当前求值器中找到的时候,将调用 loader 的 onFunctionNotFound 方法进行查找。自定义的加载器,通过 AviatorEvaluator.addFunctionLoader(loader)注册,可以注册多个加载器,加载顺序将按照添加顺序进行查找,其中任何一个找到,都将中断查找过程。

重载运算符

Aviator 支持的运算符参见操作符一节。部分用户可能有重载这些内置运算符的需求,例如在 Excel 里, & 不是位运算,而是字符串连接符,那么你可以通过 3.3.0 版本支持的运算符重载来实现:

      AviatorEvaluator.addOpFunction(OperatorType.BIT_AND, new AbstractFunction() {

      @Override
      public AviatorObject call(Map env, AviatorObject arg1, AviatorObject arg2) {
        return new AviatorString(arg1.getValue(env).toString() + arg2.getValue(env).toString());
      }

      @Override
      public String getName() {
        return "&";
      }
    });

AviatorEvaluator.addOpFunction(opType, func) 就可以重载指定的运算符,重载后运行即可看到:

 assertEquals("43", AviatorEvaluator.exec("a&3", 4));
 assertEquals("hello world", AviatorEvaluator.exec("a&' world'", "hello"));

请注意,运算符重载使用不当,一定程度上会带来混乱,并且有一定的性能损失,请慎重使用。

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Expressionexecute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!=、==、>、>=、<、<=不仅可以用于数值, 也可以用于String、Pattern、Boolean等等, 甚至是任何用户传入的两个都实现了java.lang.Comparable接口的对象之间。

编译后的结果你可以自己缓存, 也可以交给 Aviator 帮你缓存, AviatorEvaluator内部有一个全局的缓存池, 如果你决定缓存编译结果, 可以通过:

    public static Expression compile(String expression, boolean cached)

cached设置为true即可, 那么下次编译同一个表达式的时候将直接返回上一次编译的结果。
使缓存失效通过:

    public static void invalidateCache(String expression)

方法。

访问数组和集合

可以通过中括号去访问数组和java.util.List对象, 可以通过map.key访问java.util.Mapkey对应的value, 一个例子:

    public static void main(String[] args) {
        final List list = new ArrayList();
        list.add("hello");
        list.add(" world");
        final int[] array = new int[3];
        array[0] = 0;
        array[1] = 1;
        array[2] = 3;
        final Map map = new HashMap();
        map.put("date", new Date());
        Map env = new HashMap();
        env.put("list", list);
        env.put("array", array);
        env.put("mmap", map);
        System.out.println(AviatorEvaluator.execute("list[0]+list[1]", env));   // hello world
        System.out.println(AviatorEvaluator.execute("'array[0]+array[1]+array[2]=' + (array[0]+array[1]+array[2])", env));  // array[0]+array[1]+array[2]=4
        System.out.println(AviatorEvaluator.execute("'today is ' + mmap.date ", env));  // today is Wed Feb 24 17:31:45 CST 2016
    }

如果函数调用或者括号表达式结果是一个数组或者List,你同样可以可以通过 [index] 访问:

  assertEquals("a", AviatorEvaluator.exec("string.split(s,',')[0]", "a,b,c,d"));

三元操作符

Aviator 不提供if else语句, 但是提供了三元操作符?:用于条件判断,使用上与 java 没有什么不同:

    AviatorEvaluator.exec("a>0? 'yes':'no'", 1);  // yes

Aviator 的三元表达式对于两个分支的结果类型并不要求一致,可以是任何类型,这一点与 java 不同。

正则表达式匹配

Aviator 支持类 Ruby 和 Perl 风格的表达式匹配运算,通过=~操作符, 如下面这个例子匹配 email 并提取用户名返回:

    public static void main(String[] args) {
        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。但是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捕获分组(capturing groups) 放入 env ${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,$2表示第二个分组以此类推。

请注意,分组捕获放入 env 是默认开启的,因此如果传入的 env 不是线程安全并且被并发使用,可能存在线程安全的隐患。关闭分组匹配,可以通过 AviatorEvaluator.setOption(Options.PUT_CAPTURING_GROUPS_INTO_ENV, false); 来关闭,对性能有稍许好处。

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ab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
        }
    }

对于深度嵌套并且同时有数组的变量访问,例如 foo.bars[1].name,从 3.1.0 版本开始, aviator 通过引用变量来支持(quote variable):

AviatorEvaluator.execute("'hello,' + #foo.bars[1].name", env)

引用变量要求以 # 符号开始,并且变量名中不能包含其他变量,也就是并不支持 #foo.bars[i].name 这样的访问,如果有此类特殊需求,请通过自定义函数实现。

对于一些深度嵌套的 List 或者数组的访问, commons-beanutils还支持类似 #map.array.[0].name这样的访问语法,如果不满足JavaBean规范的,请尝试使用这样的语法做嵌套访问。

nil 对象

nil是 Aviator 内置的常量,类似 java 中的null,表示空的值。nilnull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>、>=、<、<=等比较运算符。 Aviator 规定,任何对象都比nil大除了nil本身。用户传入的变量如果为null,将自动以nil替代。

    AviatorEvaluator.execute("nil == nil");   //true
    AviatorEvaluator.execute(" 3> nil");      //true
    AviatorEvaluator.execute(" true!= nil");  //true
    AviatorEvaluator.execute(" ' '>nil ");    //true
    AviatorEvaluator.execute(" a==nil ");     //true, a 是 null

nilString相加的时候,跟 java 一样显示为 null

日期比较

Aviator 并不支持日期类型,如果要比较日期,你需要将日期写字符串的形式,并且要求是形如 “yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SS”的字符串,否则都将报错。 字符串跟java.util.Date比较的时候将自动转换为Date对象进行比较:

    public static void main(String[] args) {
        Map env = new HashMap();
        final Date date = new Date();
        String dateStr = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SS").format(date);
        env.put("date", date);
        env.put("dateStr", dateStr);
        Boolean result = (Boolean) AviatorEvaluator.execute("date==dateStr", env);
        System.out.println(result);  // true
        result = (Boolean) AviatorEvaluator.execute("date > '2010-12-20 00:00:00:00' ", env);
        System.out.println(result);  // true
        result = (Boolean) AviatorEvaluator.execute("date < '2200-12-20 00:00:00:00' ", env);
        System.out.println(result);  // true
        result = (Boolean) AviatorEvaluator.execute("date==date ", env);
        System.out.println(result);  // true
    }

也就是说String除了能跟String比较之外,还能跟niljava.util.Date对象比较。

大数计算和精度

从 2.3.0 版本开始,aviator 开始支持大数字计算和特定精度的计算, 本质上就是支持java.math.BigIntegerjava.math.BigDecimal两种类型, 这两种类型在 aviator 中简称 为big intdecimal类型。 类似99999999999999999999999999999999这样的数字在 Java 语言里是没办法编译通过 的, 因为它超过了Long类型的范围, 只能用BigInteger来封装。但是 aviator 通过包装,可 以直接支持这种大整数的计算,例如:

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(AviatorEvaluator.exec("99999999999999999999999999999999 + 99999999999999999999999999999999"));
    }

结果为类型big int的: 199999999999999999999999999999998

字面量表示

big intdecimal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。

如果用户觉的给浮点数添加 M 后缀比较繁琐,也可以强制所有浮点数解析为 BigDecimal,通过代码开启下列选项即可:

    AviatorEvaluator.setOption(Options.ALWAYS_PARSE_FLOATING_POINT_NUMBER_INTO_DECIMAL, true);

运算

big intdecimal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.exec("9223372036854775807100.356M * 2");
        System.out.println(rt + " " + rt.getClass());  // 18446744073709551614200.712 class java.math.BigDecimal
        rt = AviatorEvaluator.exec("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");
        rt = AviatorEvaluator.exec("a+10000000000000000000", a);
        System.out.println(rt + " " + rt.getClass());  // 92233720368547758089223372036854775807 class java.math.BigInteger
        rt = AviatorEvaluator.exec("b+c*2", b, c);
        System.out.println(rt + " " + rt.getClass());  // 20003.19998 class java.math.BigDecimal
        rt = AviatorEvaluator.exec("a*b/c", a, b, c);
        System.out.println(rt + " " + rt.getClass());  // 2.951479054745007313280155218459508E+34 class java.math.BigDecimal
    }

类型转换和提升

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 int4N
  • 1 + 3.1M,结果为decimal4.1M
  • 1N + 3.1M,结果为decimal的 4.1M
  • 1.0 + 3N,结果为double4.0
  • 1.0 + 3.1M,结果为double4.1

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.setOption(Options.MATH_CONTEXT, 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

其他还有:

  • seq.some(list, pred) 当集合中只要有一个元素满足谓词函数 pred 返回 true,立即返回 true,否则为 false。
  • seq.every(list, pred) 当集合里的每个元素都满足谓词函数 pred 返回 true,则结果为 true,否则返回 false。
  • seq.not_any(list, pred),当集合里的每个元素都满足谓词函数 pred 返回 false,则结果为 true,否则返回 false。

以及 seq.or(p1, p2, ...) 和 seq.and(p1, p2, ...) 用于组合 seq.gtseq.lt 等谓词函数。

两种运行模式

默认 AviatorEvaluator 以执行速度优先:

    AviatorEvaluator.setOption(Options.OPTIMIZE_LEVEL, AviatorEvaluator.EVAL);

你可以修改为编译速度优先,这样不会做编译优化:

   AviatorEvaluator.setOption(Options.OPTIMIZE_LEVEL, AviatorEvaluator.COMPILE); 

调试信息

如果想查看每个表达式生成的字节码,可以通过打开 Trace 选项:

    import com.googlecode.aviator.Options;
    ......
    AviatorEvaluator.setOption(Options.TRACE, true);

默认是打印到标准输出,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)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truefalse,表示真值和假值,与 java 的Boolean.TRUEBoolean.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>、>=、<、<=的比较,Aviator 规定任何类型都大于nil除了nil本身,nil==nil返回true。 用户传入的变量值如果为null,那么也将作为nil处理,nil打印为null

操作符

算术运算符

Aviator 支持常见的算术运算符,包括+ - * / %五个二元运算符,和一元运算符-(负)。其中- * / %和一元的-仅能作用于Number类型。
+不仅能用于Number类型,还可以用于String的相加,或者字符串与其他对象的相加。
Aviator 规定,任何类型与String相加,结果为String

逻辑运算符

Avaitor 的支持的逻辑运算符包括,一元否定运算符!,以及逻辑与的&&,逻辑或的||。逻辑运算符的操作数只能为Boolean
&&||都执行短路规则。

关系运算符

Aviator 支持的关系运算符包括<, <=, >, >=以及==!= 。
关系运算符可以作用于Number之间、String之间、Pattern之间、Boolean之间、变量之间以及其他类型与nil之间的关系比较, 不同类型除了nil之外不能相互比较。

位运算符

Aviator 支持所有的 Java 位运算符,包括&, |, ^, ~, >>, <<, >>>

匹配运算符

匹配运算符=~用于StringPattern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exp1exp2可以为任何合法的 Aviator 表达式,并且不要求exp1exp2返回的结果类型一致。

内置函数

完整的内置函数列表参见内置函数。

选项列表

AviatorEvaluator.setOption(opt, val) 支持定义求值器的行为,完整的 Options 枚举选项参见完整选项说明

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