规则引擎QLExpress表达式计算数学公式

1.引入依赖

<dependency><groupId>com.alibaba</groupId><artifactId>QLExpress</artifactId><version>3.2.0</version>
</dependency>

2.简单demo计算：

（例一）

public static void main(String[] args) throws Exception{ExpressRunner runner = new ExpressRunner();DefaultContext<String, Object> context = new DefaultContext<String, Object>();context.put("a",1);context.put("b",2);context.put("c",3);String express = "a+b*c";Object r = runner.execute(express, context, null, true, false);System.out.println(r);-----7
}

（例二）

比如有个场景。

根据如果人员的city=1 age>70 sex=2 则可以领取补贴。

那么可以直接定义表达式：

String exp = "if (city ==1 and age>70 and sex==1) then {return 33;} ";
然后调用表达式执行就可以了。

但我考虑到，如果有多种情况，全部卸载一个表达式里面就不是很直观。

这样就需要一个list 获取保存全部的表达式，然后依次执行找到属于的。

然后传入数据是一个map

所以这里创建一个类QLTools：
import com.ql.util.express.DefaultContext;
import com.ql.util.express.ExpressRunner;

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class QLTools {

public static void setQlContextByParams(Map params, DefaultContext context) {
//循环获取map的 key 和value
Iterator<String> iter = params.keySet().iterator();
while (iter.hasNext()) {
String key = iter.next();
Object value = params.get(key);
context.put(key, value);
}
}

public static Map baseExecute(ExpressRunner runner, List<String> expList, Map params) throws Exception {

//1 组建context
DefaultContext<String, Object> context = new DefaultContext<String, Object>();
setQlContextByParams(params,context);
Object result=null;
Map resMap=new HashMap();
for(String exp:expList){
Object r = runner.execute(exp, context, null, false, true, null);
if(r!=null){
if(result!=null){
resMap.put("code","002");
resMap.put("msg","当前条件能找到不止一个符合的结果！请检查表达式");
return resMap;
}else{
result=r;
}
}
}
if(result==null){
resMap.put("code","001");
resMap.put("msg","未找到符合表达式的结果！请检查");
}else{
resMap.put("code","000");
resMap.put("msg","成功");
resMap.put("result",result);

}
return resMap;

}

测试方法：

@Test
public void test1() throws Exception {
ExpressRunner runner = new ExpressRunner(true,true);
Map params = new HashMap<>();
params.put("city",2);
params.put("age","77");
params.put("sex",1);
String exp2 = "if (city ==1 and age>70 and sex==1) then {return 33;} ";
String exp3 = "if (city==2 and age>70 and sex==1) then {return 2;}";
List<String> expList = new ArrayList<>();
expList.add(exp2);
expList.add(exp3);
Map result = QLTools.baseExecute(runner, expList, params);
if(!result.get("code").equals("000")){
System.out.println(result.get("msg"));
}else{
System.out.println("操作成功");
System.out.println(result.get("result"));
}

}
}

3.语法介绍

支持的计算公式：

支持 +,-,*,/,<,>,<=,>=,==,!=,<>【等同于!=】,%,mod【取模等同于%】,++,--,

in【类似sql】,like【sql语法】,&&,||,!,等操作符，

支持for，break、continue、if then else 等标准的程序控制逻辑

例如：

n=10;
for(sum=0,i=0;i<n;i++){
sum=sum+i;
}
return sum;//逻辑三元操作
a=1;
b=2;
max = a>b?a:b;（一）java的对象操作
import com.ql.util.express.test.OrderQuery;
//系统自动会import java.lang.*,import java.util.*;
query = new OrderQuery();//创建class实例,会根据classLoader信息，自动补全类路径
query.setCreateDate(new Date());//设置属性
query.buyer = "张三";//调用属性,默认会转化为setBuyer("张三")
result = bizOrderDAO.query(query);//调用bean对象的方法
System.out.println(result.getId());//静态方法

替换if then else 等关键字
runner.addOperatorWithAlias("如果", "if",null);
runner.addOperatorWithAlias("则", "then",null);
runner.addOperatorWithAlias("否则", "else",null);exp = "如果  (语文+数学+英语>270) 则 {return 1;} 否则 {return 0;}";
DefaultContext<String, Object> context = new DefaultContext<String, Object>();
runner.execute(exp,context,null,false,false,null);（二）如何自定义Operator
//定义一个继承自com.ql.util.express.Operator的操作符
public class JoinOperator extends Operator{public Object executeInner(Object[] list) throws Exception {Object opdata1 = list[0];Object opdata2 = list[1];if(opdata1 instanceof java.util.List){((java.util.List)opdata1).add(opdata2);return opdata1;}else{java.util.List result = new java.util.ArrayList();result.add(opdata1);result.add(opdata2);return result;                }}
}（三）如何使用Operator：
//(1)addOperator
ExpressRunner runner = new ExpressRunner();
DefaultContext<String, Object> context = new DefaultContext<String, Object>();
runner.addOperator("join",new JoinOperator());
Object r = runner.execute("1 join 2 join 3", context, null, false, false);
System.out.println(r);
//返回结果  [1, 2, 3]//(2)replaceOperator
ExpressRunner runner = new ExpressRunner();
DefaultContext<String, Object> context = new DefaultContext<String, Object>();
runner.replaceOperator("+",new JoinOperator());
Object r = runner.execute("1 + 2 + 3", context, null, false, false);
System.out.println(r);
//返回结果  [1, 2, 3]//(3)addFunction
ExpressRunner runner = new ExpressRunner();
DefaultContext<String, Object> context = new DefaultContext<String, Object>();
runner.addFunction("join",new JoinOperator());
Object r = runner.execute("join(1,2,3)", context, null, false, false);
System.out.println(r);
//返回结果  [1, 2, 3]

（四）绑定java类或者对象的method：

//addFunctionOfClassMethod+addFunctionOfServiceMethod
public class BeanExample {public static String upper(String abc) {return abc.toUpperCase();}public boolean anyContains(String str, String searchStr) {char[] s = str.toCharArray();for (char c : s) {if (searchStr.contains(c+"")) {return true;}}return false;}
}runner.addFunctionOfClassMethod("取绝对值", Math.class.getName(), "abs",new String[] { "double" }, null);
runner.addFunctionOfClassMethod("转换为大写", BeanExample.class.getName(),"upper", new String[] { "String" }, null);runner.addFunctionOfServiceMethod("打印", System.out, "println",new String[] { "String" }, null);
runner.addFunctionOfServiceMethod("contains", new BeanExample(), "anyContains",new Class[] { String.class, String.class }, null);String exp = “取绝对值(-100);转换为大写(\"hello world\");打印(\"你好吗？\");contains("helloworld",\"aeiou\")”;
runner.execute(exp, context, null, false, false);

（五）macro 宏定义：

runner.addMacro("计算平均成绩", "(语文+数学+英语)/3.0");
runner.addMacro("是否优秀", "计算平均成绩>90");
IExpressContext<String, Object> context =new DefaultContext<String, Object>();
context.put("语文", 88);
context.put("数学", 99);
context.put("英语", 95);
Object result = runner.execute("是否优秀", context, null, false, false);
System.out.println(r);
//返回结果true

（六）编译脚本，查询外部需要定义的变量和函数：

//注意以下脚本int和没有int的区别
String express = "int 平均分 = (语文+数学+英语+综合考试.科目2)/4.0;return 平均分";
ExpressRunner runner = new ExpressRunner(true,true);
String[] names = runner.getOutVarNames(express);
for(String s:names){
System.out.println("var : " + s);
}//输出结果：
var : 数学
var : 综合考试
var : 英语
var : 语文

（七）关于不定参数的使用：

@Test
public void testMethodReplace() throws Exception {ExpressRunner runner = new ExpressRunner();IExpressContext<String,Object> expressContext = new DefaultContext<String,Object>();runner.addFunctionOfServiceMethod("getTemplate", this, "getTemplate", new Class[]{Object[].class}, null);//(1)默认的不定参数可以使用数组来代替Object r = runner.execute("getTemplate([11,'22',33L,true])", expressContext, null,false, false);System.out.println(r);//(2)像java一样,支持函数动态参数调用,需要打开以下全局开关,否则以下调用会失败DynamicParamsUtil.supportDynamicParams = true;r = runner.execute("getTemplate(11,'22',33L,true)", expressContext, null,false, false);System.out.println(r);
}
//等价于getTemplate(Object[] params)
public Object getTemplate(Object... params) throws Exception{String result = "";for(Object obj:params){result = result+obj+",";}return result;
}

（八）关于集合的快捷写法：

@Test
public void testSet() throws Exception {ExpressRunner runner = new ExpressRunner(false,false);DefaultContext<String, Object> context = new DefaultContext<String, Object>();String express = "abc = NewMap(1:1,2:2); return abc.get(1) + abc.get(2);";Object r = runner.execute(express, context, null, false, false);System.out.println(r);express = "abc = NewList(1,2,3); return abc.get(1)+abc.get(2)";r = runner.execute(express, context, null, false, false);System.out.println(r);express = "abc = [1,2,3]; return abc[1]+abc[2];";r = runner.execute(express, context, null, false, false);System.out.println(r);
}

（九）集合的遍历：

//其实类似java的语法，只是ql不支持for(obj:list){}的语法，只能通过下标访问。
//遍历map
map = new HashMap();
map.put("a", "a_value");
map.put("b", "b_value");
keySet = map.keySet();
objArr = keySet.toArray();
for (i=0;i<objArr.length;i++) {
key = objArr[i];
System.out.println(map.get(key));
}

4.运行参数和API列表介绍

（一）属性开关：

isPrecise
/*** 是否需要高精度计算*/private boolean isPrecise = false;
高精度计算在会计财务中非常重要，java的float、double、int、long存在很多隐式转换，做四则运算和比较的时候其实存在非常多的安全隐患。 所以类似汇金的系统中，会有很多BigDecimal转换代码。而使用QLExpress，你只要关注数学公式本身 订单总价 = 单价 * 数量 + 首重价格 + （ 总重量 - 首重） * 续重单价 ，然后设置这个属性即可，所有的中间运算过程都会保证不丢失精度。isShortCircuit
/*** 是否使用逻辑短路特性*/private boolean isShortCircuit = true;
在很多业务决策系统中，往往需要对布尔条件表达式进行分析输出，普通的java运算一般会通过逻辑短路来减少性能的消耗。例如规则公式： star>10000 and shoptype in('tmall','juhuasuan') and price between (100,900) 假设第一个条件 star>10000 不满足就停止运算。但业务系统却还是希望把后面的逻辑都能够运算一遍，并且输出中间过程，保证更快更好的做出决策。参照单元测试:ShortCircuitLogicTest.javaisTrace
/*** 是否输出所有的跟踪信息，同时还需要log级别是DEBUG级别*/private boolean isTrace = false;
这个主要是是否输出脚本的编译解析过程，一般对于业务系统来说关闭之后会提高性能。

（二）调用入参：

/**
* 执行一段文本
* @param expressString 程序文本
* @param context 执行上下文，可以扩展为包含ApplicationContext
* @param errorList 输出的错误信息List
* @param isCache 是否使用Cache中的指令集,建议为true
* @param isTrace 是否输出详细的执行指令信息，建议为false
* @param aLog 输出的log
* @return
* @throws Exception
*/Object execute(String expressString, IExpressContext<String,Object> context,List<String> errorList, boolean isCache, boolean isTrace, Log aLog);

（三）功能扩展API列表：

QLExpress主要通过子类实现Operator.java提供的以下方法来最简单的操作符定义，然后可以被通过addFunction或者addOperator的方式注入到ExpressRunner中。
public abstract Object executeInner(Object[] list) throws Exception;
比如我们几行代码就可以实现一个功能超级强大、非常好用的join操作符://list = 1 join 2 join 3; -> [1,2,3] list = join(list,4,5,6); -> [1,2,3,4,5,6]
public class JoinOperator extends Operator{public Object executeInner(Object[] list) throws Exception {java.util.List result = new java.util.ArrayList();Object opdata1 = list[0];if(opdata1 instanceof java.util.List){result.addAll((java.util.List)opdata1);}else{result.add(opdata1);}for(int i=1;i<list.length;i++){result.add(list[i]);}return result;}
}
如果你使用Operator的基类OperatorBase.java将获得更强大的能力，基本能够满足所有的要求。

（三.一）function相关API：

//通过name获取function的定义
OperatorBase getFunciton(String name);//通过自定义的Operator来实现类似：fun(a,b,c)
void addFunction(String name, OperatorBase op);
//fun(a,b,c) 绑定 object.function(a,b,c)对象方法
void addFunctionOfServiceMethod(String name, Object aServiceObject,String aFunctionName, Class<?>[] aParameterClassTypes,String errorInfo);
//fun(a,b,c) 绑定 Class.function(a,b,c)类方法
void addFunctionOfClassMethod(String name, String aClassName,String aFunctionName, Class<?>[] aParameterClassTypes,String errorInfo);
//给Class增加或者替换method，同时 支持a.fun(b) ，fun(a,b) 两种方法调用
//比如扩展String.class的isBlank方法:“abc”.isBlank()和isBlank("abc")都可以调用
void addFunctionAndClassMethod(String name,Class<?>bindingClass, OperatorBase op);

（三.二）Operator相关API：

提到脚本语言的操作符，优先级、运算的目数、覆盖原始的操作符(+,-,*,/等等)都是需要考虑的问题，QLExpress统统帮你搞定了。//添加操作符号,可以设置优先级
void addOperator(String name,Operator op);
void addOperator(String name,String aRefOpername,Operator op);//替换操作符处理
OperatorBase replaceOperator(String name,OperatorBase op);//添加操作符和关键字的别名，比如 if..then..else -> 如果。。那么。。否则。。
void addOperatorWithAlias(String keyWordName, String realKeyWordName,String errorInfo);

（三.三）宏定义相关API：

QLExpress的宏定义比较简单，就是简单的用一个变量替换一段文本，和传统的函数替换有所区别。//比如addMacro("天猫卖家","userDO.userTag &1024 ==1024")
void addMacro(String macroName,String express)

（三.四）java class的相关api：

QLExpress可以通过给java类增加或者改写一些method和field，比如 链式调用："list.join("1").join("2")"，比如中文属性："list.长度"。//添加类的属性字段
void addClassField(String field,Class<?>bindingClass,Class<?>returnType,Operator op);//添加类的方法
void addClassMethod(String name,Class<?>bindingClass,OperatorBase op);
注意，这些类的字段和方法是执行器通过解析语法执行的，而不是通过字节码增强等技术，所以只在脚本运行期间生效，不会对jvm整体的运行产生任何影响，所以是绝对安全的。

这些接口主要是对一个脚本内容的静态分析，可以作为上下文创建的依据，也可以用于系统的业务处理。 比如：计算 “a+fun1(a)+fun2(a+b)+c.getName()” 包含的变量:a,b,c 包含的函数:fun1,fun2
//获取一个表达式需要的外部变量名称列表
String[] getOutVarNames(String express);
String[] getOutFunctionNames(String express);

（三.五）语法解析校验api：

脚本语法是否正确，可以通过ExpressRunner编译指令集的接口来完成。
String expressString = "for(i=0;i<10;i++){sum=i+1}return sum;";
InstructionSet instructionSet = expressRunner.parseInstructionSet(expressString);
//如果调用过程不出现异常，指令集instructionSet就是可以被加载运行（execute）了！

（三.六）指令集缓存相关的api：

因为QLExpress对文本到指令集做了一个本地HashMap缓存，通常情况下一个设计合理的应用脚本数量应该是有限的，缓存是安全稳定的，但是也提供了一些接口进行管理。//优先从本地指令集缓存获取指令集，没有的话生成并且缓存在本地
InstructionSet getInstructionSetFromLocalCache(String expressString);
//清除缓存
void clearExpressCache();

（三.七）增强上下文参数Context相关的api：

与spring框架的无缝集成
上下文参数 IExpressContext context 非常有用，它允许put任何变量，然后在脚本中识别出来。在实际中我们很希望能够无缝的集成到spring框架中，可以仿照下面的例子使用一个子类。public class QLExpressContext extends HashMap<String, Object> implementsIExpressContext<String, Object> {private ApplicationContext context;//构造函数，传入context和 ApplicationContextpublic QLExpressContext(Map<String, Object> map,ApplicationContext aContext) {super(map);this.context = aContext;}/*** 抽象方法：根据名称从属性列表中提取属性值*/public Object get(Object name) {Object result = null;result = super.get(name);try {if (result == null && this.context != null&& this.context.containsBean((String) name)) {// 如果在Spring容器中包含bean，则返回String的Beanresult = this.context.getBean((String) name);}} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}return result;}public Object put(String name, Object object) {return super.put(name, object);}}
完整的demo参照 SpringDemoTest.java自定义函数操作符获取原始的context控制上下文
自定义的Operator需要直接继承OperatorBase，获取到parent即可，可以用于在运行一组脚本的时候，直接编辑上下文信息，业务逻辑处理上也非常有用。public class ContextMessagePutTest {class OperatorContextPut extends OperatorBase {public OperatorContextPut(String aName) {this.name = aName;}@Overridepublic OperateData executeInner(InstructionSetContext parent, ArraySwap list) throws Exception {String key = list.get(0).toString();Object value = list.get(1);parent.put(key,value);return null;}}@Testpublic void test() throws Exception{ExpressRunner runner = new ExpressRunner();OperatorBase op = new OperatorContextPut("contextPut");runner.addFunction("contextPut",op);String exp = "contextPut('success','false');contextPut('error','错误信息');contextPut('warning','提醒信息')";IExpressContext<String, Object> context = new DefaultContext<String, Object>();context.put("success","true");Object result = runner.execute(exp,context,null,false,true);System.out.println(result);System.out.println(context);}
}

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