aviator——让表达式飞起来 -凯发k8网页登录

    《》是我很喜欢的一部电影，不过这里我想介绍的是一个叫aviator的开源的java表达式求值器。

一、轮子的必要性

    表达式的求值上，java的选择非常多，强大的如groovy、jruby，n年没维护的beanshell，包括javaeye上朋友的ikexpression。为什么还需要aviator？或者说aviator的特点是什么？

    我将aviator定位在groovy这样全功能的脚本和ikexpression这样的简易的表达式求值之间的东西，如果你不希望带上groovy那么庞大的jar却只用上一点点的功能，如果你希望功能和性能上比ikexpression好那么一些，那么也许你可以考虑aviator。

    aviator的设计思路跟利用groovyobject的求值是一样，通过编译并动态生成字节码的方式将表达式编译成一个类，然后反射执行这个类，因此会在效率上比纯解释执行的ikexpression好一些。

二、让轮子转起来。

求算术表达式： 

import com.googlecode.aviator.aviatorevaluator;


public class simpleexample {
    public static void main(string[] args) {
        long result = (long) aviatorevaluator.execute("1 2 3");
        system.out.println(result);
    }
}

执行入口统一为aviatorevaluator类，它有一系列静态方法。 

逻辑表达式和关系运算：

aviatorevaluator.execute("3>1 && 2!=4 || true");

aviator支持所有的关系运算符和算术运算符，不支持位运算，同时支持表达式的优先级，优先级跟java的运算符一样，并且支持通过括号来强制优先级。 

使用变量和字符串相加：

       string yourname = “aviator”;
        map<string, object> env = new hashmap<string, object>();
        env.put("yourname", yourname);
        string result = (string) aviatorevaluator.execute(" 'hello '   yourname ", env);
        system.out.println(result);

 打印：

hello aviator

字符串可以单引号也可以双引号括起来，并且支持转义字符。变量名称只要是合法的java identifer即可，变量需要用户传入，通过map指定变量名和值是什么，这里的变量是yourname。 

变量的访问支持嵌套访问，也就是dot操作符来访问变量里的属性，假设我们有一个foo类：

public static class foo {
        int i;
        float f;
        date date = new date();

        public foo(int i, float f, date date) {
            super();
            this.i = i;
            this.f = f;
            this.date = date;
        }
        public int geti() {
            return i;
        }
        public void seti(int i) {
            this.i = i;
        }
        public float getf() {
            return f;
        }
        public void setf(float f) {
            this.f = f;
        }
        public date getdate() {
            return date;
        }
        public void setdate(date date) {
            this.date = date;
        }

    }

  然后在使用一个表达式来描述foo里的各种属性：

foo foo = new foo(100, 3.14f, new date());
        map<string, object> env = new hashmap<string, object>();
        env.put("foo", foo);

        string result =
                (string) aviatorevaluator.execute(
                    " '[foo i='  foo.i   ' f=' foo.f ' year=' (foo.date.year 1900)  ' month=' foo.date.month  ']' ",
                    env);

 我们可以通过foo.date.year的方式来访问变量foo中date属性的year值，这是利用commons-beanutils的反射功能实现的，前提是你的变量是合法的javabean(public、getter缺一不可)。 

三元表达式：

aviatorevaluator.execute("3>0? 'yes':'no'");

上面都还是一个求值器表达式的常见功能，下面要描述的是aviator的一些偏脚本性的功能。

 类ruby、perl的正则匹配，匹配email地址：

aviatorevaluator.execute("'killme2008'=~/([\\w0-8] @\\w [\\.\\w ] )/ ");

  成功的话返回true，否则返回false。//括起来的字符序列形成一个正则表达式pattern类型，=~用于匹配，只能在string和pattern之间使用。

匹配成功，获得匹配的分组，利用变量$digit：

aviatorevaluator.execute("'killme2008@gmail.com'=~/([\\w0-8] @\\w [\\.\\w ] )/ ? $1:'unknow'");

 匹配成功返回$1，表示第一个匹配的分组，也就是用户名 killme2008 

函数调用：

aviatorevaluator.execute("sysdate()");

 sysdate()是一个内置函数，返回当前日期，跟new java.util.date()效果相同。

 更多内置函数:

aviatorevaluator.execute("string.length('hello')");    // 求字符串长度
aviatorevaluator.execute("string.contains('hello','h')");  //判断字符串是否包含字符串
aviatorevaluator.execute("string.startswith('hello','h')");  //是否以子串开头
aviatorevaluator.execute("string.endswith('hello','llo')");  是否以子串结尾

aviatorevaluator.execute("math.pow(-3,2)");   // 求n次方
aviatorevaluator.execute("math.sqrt(14.0)");   //开平方根
aviatorevaluator.execute("math.sin(20)");    //正弦函数

可以看到aviator的函数调用风格非常类似lua或者c。

 自定义函数，实现aviatorfunction接口并注册即可，比如我们实现一个add函数用于相加：

import com.googlecode.aviator.aviatorevaluator;
import com.googlecode.aviator.runtime.function.functionutils;
import com.googlecode.aviator.runtime.type.aviatordouble;
import com.googlecode.aviator.runtime.type.aviatorfunction;
import com.googlecode.aviator.runtime.type.aviatorobject;
class addfunction implements aviatorfunction {

        public aviatorobject call(map<string, object> env, aviatorobject args) {
            if (args.length != 2) {
                throw new illegalargumentexception("add only supports two arguments");
            }
            number left = functionutils.getnumbervalue(0, args, env);
            number right = functionutils.getnumbervalue(1, args, env);
            return new aviatordouble(left.doublevalue()  right.doublevalue());
        }


        public string getname() {
            return "add";
        }

    }

注册并调用：

   aviatorevaluator.addfunction(new addfunction());
        system.out.println(aviatorevaluator.execute("add(1,2)"));
        system.out.println(aviatorevaluator.execute("add(add(1,2),100)"));

函数可以嵌套调用。

 三、不公平的性能测试

   基本介绍完了，最后给些测试的数据，下列的测试场景都是每个表达式预先编译，然后执行1000万次，测量执行耗时。

 场景1：

算术表达式   1000100.0*99-(600-3*15)/(((68-9)-3)*2-100) 10000%7*71

结果：

场景2：
计算逻辑表达式和三元表达式混合： 6.7-100>39.6?5==5?45:6-1:!(100%3-39.0<27)?8*2-199:100%3

测试结果：

场景3：

计算算术表达式和逻辑表达式的混合，带有5个变量的表达式： 

i * pi  (d * b - 199) / (1 - d * pi) - (2  100 - i / pi) % 99 ==i * pi  (d * b - 199) / (1 - d * pi) - (2  100 - i / pi) % 99

 变量设定为：

        int i = 100;
        float pi = 3.14f;
        double d = -3.9;
        byte b = (byte) 4;
        boolean bool=false;

每次执行前都重新设置这些变量的值。

结果：

 场景4：

• aviator执行 sysdate()
• groovy执行 new java.util.date()
• ikexpression执行 $sysdate()

结果:

  原始的测试报告在。 

四、结语

     能看到这里，并且感兴趣的朋友请点击项目凯发k8网页登录主页：

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 完整的用户手册：

目前版本仍然是1.0.0-rc，希望更多朋友试用并最终release。有什么疑问或者建议请跟贴。