雖然，這個題目是有一點奪人眼球，但我真實這么做了(關是以否信任基準測試效果，這是其他一個話題)。

所以，上周我一貫在找一個小型、適用的競賽爭辯數學表達式的類庫。有功夫我在stackoverflow上看到了一個帖子，里面舉薦的庫(Expr)真實是很快而且根抵具有我需求的一切特色。但不幸的是，它不支持供應限制變量局限(在虛擬機里面，一切變量都位于一個全局命名空間)。

所以，我做了一件正常人不會做的責任：從新發明輪子，本人編寫一個解析器和實行器。那是一個下雨的周六，我想到了用一個小型遞歸向下的解析器，一個簡化了的、可以競賽爭辯表達式的籠統語法樹。籠統語法樹行使一個小型變量治理助手，看起來也沒什么除夜不了的。但它不是沒有用。我做出一個初步的完成而且實行速度特殊快。在中止了一些測試后，更讓我布滿決心，它實行的一切運算都準確無誤。我想與最初面提到的類庫比照，確認這個競賽爭辯器究竟有多快。在沒有對每一個內部輪回和其他的實行中止優化前，我不報太除夜的希冀，究竟有許多類庫是商業軟件。所以當我看到測試效果的時辰很驚異。上面的清單展現了一個小的基準測試，行使不合的類庫競賽爭辯不合個表達式。

parsii

是我編寫的庫，測試時用的是最終版本。這個版本做了一些簡化，好比事后競賽爭辯了常量表達式。然則沒有行使任何“黑魔法”，好比生成字節碼或其他相反的操作。

在功效評價中，一個用例是實行表達式”2 + (7 –

5) * 3.14159 * x^(12-10) +

sin(-3.141)”。個中X的取值局限為0到1000000。測試時先運轉10次，對JIT中止預熱。然后再運轉15次競賽爭辯平均時辰：

PARSII: 28.3 ms

EXPR: 37.2 ms

MathEval: 7748.5 ms

JEP: 647.0 ms

MESP: 220.8 ms

JFEP: 274.3 ms

現在我敢一定，每一個類庫都有本人的優勢，所以不能直接對它們中止比擬。雖然如斯，使人受驚的是一個龐雜完成的軌范可以具有這么好的顯示。

假定讀者對編譯器的事理不太意見的話，上面是一個關于編譯器運起色制的龐雜引見：

同其他的解析器或編譯器一樣，parsii行使了傳統的分詞器。它將字符流轉化成詞法單元流，所以”4 +

38″，也就是字符數組’4′,

‘ ‘,

‘+’, ‘

‘, ’3′ ,

‘ ‘,

‘‘,

’8′被轉化成：

4 (整數)

+ (符號)

3 (整數)

* (符號)

8 (整數)

分詞器取到一個字符，接著剖斷是一個什么類型的詞法單元，然后再讀入這個屬于詞法單元的一切字符。每一個詞法單元都有類型、文本內容而且曉得肇端位置(行號和字符)。網上有許多深切的教程，所以在這里就不具體講授了。你可以看一下源代碼，但正如我說的，它只是一個初步的完成。

解析器用來將傳入的詞法單元流翻譯成可以實行的AST(籠統語法樹)，它是一個傳統的自上而下遞歸解析器。這是完成解析器最龐雜的體式格式，完整手寫，沒無益用對象生成。像這樣的解析器只具有一個包括一切語法劃定禮貌的方法。

一樣，關于這類類型的解析器也有許多的教程，然則若何適合地處置責罰缺陷卻窮困相關的示例。除意見析表達式的速度和準確性外，優秀的缺陷處置責罰機制是一個優秀解析器的最焦點成份之一。正如在源代碼里看到的那樣，完成起來并非太難題。因為解析器在解析表達式的進程傍邊歷來不會拋出異常，

一切的缺陷都被匯集起來，而且連續盡量中止解析。即便在第一個缺陷發生發火往后已不能勝利解析生成AST，主要的是要可以盡量的連續解析。因為在一次的實行中我們需求申報盡量多的缺陷。這樣的方法也一樣用在了分詞器申報上。好比申報造孽花招的詞法單元，例如帶有2個小數點的浮點數，放到一樣的缺陷列表中。

實行一個解析完成后的籠統語法樹異常龐雜。每一個籠統語法樹節點都包括一個競賽爭辯方法，從根節點最先到父節點會挪用這個它。這里的實行效果就是表達式的效果，一個龐雜的例子就是算數運算，包括了+、-、*等操作。

實行一個解析完成后的籠統語法樹異常龐雜。每一個籠統語法樹節點都包括一個競賽爭辯方法，它的父親從根節點最先挪用此方法。算數運算，代表了+、-、*等操作。

為了增加實行時辰，軌范里運用了3種優化裝備：首先，在完成解析AST后，在根節點上中止一個簡化的方法挪用，而且會散布到每一個子節點。每一個節點剖斷本人的子表達式中能否是有簡化的表達方法。例如：對算數運算，我們搜檢2個操作數能否是都是常量(數字)。假定是數字，我們將競賽爭辯表達式而且前往一個包括競賽爭辯效果的常量。對函數，假定一切的參數都是常量的話，也會中止此類優化。

在表達式中行使變量時會實行第二種優化。這里行使map用來在需求的時辰來對變量的值中止讀寫。這一定是有用的，而且會中止許多次的查找。所以我們有一個叫做Variable類，它包括了變量稱號和變量值。在中止表達式解析時，變量在浸染域局限內(僅是一個map)只被查找一次，之后就可以一貫行使。因為每次查找都前往溝通的實例，所以在競賽爭辯表達式值時變量的接見就像讀寫字段一樣廉價，因為我們剛剛獲得了Variable類的值。

第三個也是最初一個優化極可以不是經常起浸染。然則因為易于完成，照樣運用了這類尤華。它的功用根抵上和名字“延遲運算”一樣，次要用于函數挪用。函數不會自動競賽爭辯一切參數值，而且挪用函數。而“延遲運算”會搜檢一切的參數，自行決意哪些參數需求競賽爭辯。在if函數中可以看到它運用的實例。

parsii遵照MIT準許證受權。在GitHub上可以找到一切的源代碼，而且包括了預編譯的jar包。

style="display:inline-block;width:336px;height:280px"

data-ad-client="ca-pub-9611302475373562"

data-ad-slot="8266948139">

創作挑戰賽新人創作獎勵來咯，堅持創作打卡瓜分現金大獎

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java实现表达式求值_如何编写一个高效的Java表达式求值程序的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。