XJSON 是如何實現四則運算的？

crossoverJie發表於2022-07-12
JSON

在上一篇中介紹了 xjson 的功能特性以及使用查詢語法快速方便的獲取 JSON 中的值。

同時這次也更新了一個版本，主要是兩個升級：

  1. 對跳脫字元的支援。
  2. 效能最佳化，大約提升了30%⬆️。

跳脫字元

先說第一個跳脫字元，不管是原始 JSON 字串中存在跳脫字元，還是查詢語法中存在跳脫字元都已經支援，具體用法如下：

    str = `{"1a.b.[]":"b"}`
    get = Get(str, "1a\\.b\\.\\[\\]")
    assert.Equal(t, get.String(), "b")

    str = `{".":"b"}`
    get = Get(str, "\\.")
    assert.Equal(t, get.String(), "b")

    str = `{"a":"{\"a\":\"123\"}"}`
    get = Get(str, "a")
    fmt.Println(get)
    assert.Equal(t, get.String(), "{\"a\":\"123\"}")
    assert.Equal(t, Get(get.String(), "a").String(), "123")

    str = `{"a":"{\"a\":[1,2]}"}`
    get = Get(str, "a")
    fmt.Println(get)
    assert.Equal(t, get.String(), "{\"a\":[1,2]}")
    assert.Equal(t, Get(get.String(), "a[0]").Int(), 1)

效能最佳化

效能也有部分最佳化，大約比上一版本提升了 30%。

pkg: github.com/crossoverJie/xjson/benckmark
cpu: Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz
BenchmarkDecode-12               14968         77130 ns/op       44959 B/op        1546 allocs/op
PASS

------------------------------------
pkg: github.com/crossoverJie/xjson/benckmark
cpu: Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz
BenchmarkDecode-12               19136         62960 ns/op       41593 B/op        1407 allocs/op
PASS

但總體來說還有不少最佳化空間，主要是上限畢竟低，和官方庫比還是有不小的差距。

接下來聊聊四則運算是如何實現的，這本身算是一個比較有意思的 feature，雖然用的場景不多?。

先來看看是如何使用的：

    json :=`{"alice":{"age":10},"bob":{"age":20},"tom":{"age":20}}`
    query := "(alice.age+bob.age) * tom.age"
    arithmetic := GetWithArithmetic(json, query)
    assert.Equal(t, arithmetic.Int(), 600)

輸入一個 JSON 字串以及計算公式然後得到計算結果。

其實實現原理也比較簡單，總共分為是三步:

  1. 對 json 進行詞法分析，得到一個四則運算的第一步 token。
  2. 基於該 token 流，生產出最終的四則運算表示式，比如 (3+2)*5
  3. 呼叫四則運算處理器，拿到最終結果。

先看第一步，根據 (alice.age+bob.age) * tom.age 解析出 token：

第二步，解析該 token，碰到 Identifier 型別時，將其解析為具體的資料。

而其他型別的 token 直接拼接字串即可，最終生成表示式：(10+20)*20

這一步的核心功能是由 xjson.Get(json, query) 函式提供的。

關鍵程式碼如下圖所示：

最終的目的就是能夠生成一個表示式，只要拿到這個四則運算表示式便能得到最終計算結果。

而最終的計算邏輯其實也挺簡單，構建一個 AST 樹，然後深度遍歷遞迴求解即可，如下圖所示：

這一步的核心功能是有之前實現的指令碼直譯器 gscipt 提供的。

感興趣的朋友可以檢視原始碼。

一個 JSON 庫的功能其實並不多，歡迎大家分享平時用 JSON 庫的常用功能；也歡迎大家體驗下這個庫。

原始碼地址：
github.com/crossoverJie/xjson

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