虽然，这个题目是有一点夺人眼球，但我真实这么做了(关是以否信任基准测试效果，这是其他一个话题)。

所以，上周我一贯在找一个小型、适用的竞赛争辩数学表达式的类库。有功夫我在stackoverflow上看到了一个帖子，里面举荐的库(Expr)真实是很快而且根抵具有我需求的一切特色。但不幸的是，它不支持供应限制变量局限(在虚拟机里面，一切变量都位于一个全局命名空间)。

所以，我做了一件正常人不会做的责任：从新发明轮子，本人编写一个解析器和实行器。那是一个下雨的周六，我想到了用一个小型递归向下的解析器，一个简化了的、可以竞赛争辩表达式的笼统语法树。笼统语法树行使一个小型变量治理助手，看起来也没什么除夜不了的。但它不是没有用。我做出一个初步的完成而且实行速度特殊快。在中止了一些测试后，更让我布满决心，它实行的一切运算都准确无误。我想与最初面提到的类库比照，确认这个竞赛争辩器究竟有多快。在没有对每一个内部轮回和其他的实行中止优化前，我不报太除夜的希冀，究竟有许多类库是商业软件。所以当我看到测试效果的时辰很惊异。上面的清单展现了一个小的基准测试，行使不合的类库竞赛争辩不合个表达式。

parsii

是我编写的库，测试时用的是最终版本。这个版本做了一些简化，好比事后竞赛争辩了常量表达式。然则没有行使任何“黑魔法”，好比生成字节码或其他相反的操作。

在功效评价中，一个用例是实行表达式”2 + (7 –

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

sin(-3.141)”。个中X的取值局限为0到1000000。测试时先运转10次，对JIT中止预热。然后再运转15次竞赛争辩平均时辰：

PARSII: 28.3 ms

EXPR: 37.2 ms

MathEval: 7748.5 ms

JEP: 647.0 ms

MESP: 220.8 ms

JFEP: 274.3 ms

现在我敢一定，每一个类库都有本人的优势，所以不能直接对它们中止比拟。虽然如斯，使人受惊的是一个庞杂完成的轨范可以具有这么好的显示。

假定读者对编译器的事理不太意见的话，上面是一个关于编译器运起色制的庞杂引见：

同其他的解析器或编译器一样，parsii行使了传统的分词器。它将字符流转化成词法单元流，所以”4 +

38″，也就是字符数组’4′,

‘ ‘,

‘+’, ‘

‘, ’3′ ,

‘ ‘,

‘‘,

’8′被转化成：

4 (整数)

+ (符号)

3 (整数)

* (符号)

8 (整数)

分词器取到一个字符，接着剖断是一个什么类型的词法单元，然后再读入这个属于词法单元的一切字符。每一个词法单元都有类型、文本内容而且晓得肇端位置(行号和字符)。网上有许多深切的教程，所以在这里就不具体讲授了。你可以看一下源代码，但正如我说的，它只是一个初步的完成。

解析器用来将传入的词法单元流翻译成可以实行的AST(笼统语法树)，它是一个传统的自上而下递归解析器。这是完成解析器最庞杂的体式格式，完整手写，没无益用对象生成。像这样的解析器只具有一个包括一切语法划定礼貌的方法。

一样，关于这类类型的解析器也有许多的教程，然则若何适合地处置责罚缺陷却穷困相关的示例。除意见析表达式的速度和准确性外，优秀的缺陷处置责罚机制是一个优秀解析器的最焦点成份之一。正如在源代码里看到的那样，完成起来并非太难题。因为解析器在解析表达式的进程傍边历来不会抛出异常，

一切的缺陷都被汇集起来，而且连续尽量中止解析。即便在第一个缺陷发生发火往后已不能胜利解析生成AST，主要的是要可以尽量的连续解析。因为在一次的实行中我们需求申报尽量多的缺陷。这样的方法也一样用在了分词器申报上。好比申报造孽花招的词法单元，例如带有2个小数点的浮点数，放到一样的缺陷列表中。

实行一个解析完成后的笼统语法树异常庞杂。每一个笼统语法树节点都包括一个竞赛争辩方法，从根节点最先到父节点会挪用这个它。这里的实行效果就是表达式的效果，一个庞杂的例子就是算数运算，包括了+、-、*等操作。

实行一个解析完成后的笼统语法树异常庞杂。每一个笼统语法树节点都包括一个竞赛争辩方法，它的父亲从根节点最先挪用此方法。算数运算，代表了+、-、*等操作。

为了增加实行时辰，轨范里运用了3种优化装备：首先，在完成解析AST后，在根节点上中止一个简化的方法挪用，而且会散布到每一个子节点。每一个节点剖断本人的子表达式中能否是有简化的表达方法。例如：对算数运算，我们搜检2个操作数能否是都是常量(数字)。假定是数字，我们将竞赛争辩表达式而且前往一个包括竞赛争辩效果的常量。对函数，假定一切的参数都是常量的话，也会中止此类优化。

在表达式中行使变量时会实行第二种优化。这里行使map用来在需求的时辰来对变量的值中止读写。这一定是有用的，而且会中止许多次的查找。所以我们有一个叫做Variable类，它包括了变量称号和变量值。在中止表达式解析时，变量在浸染域局限内(仅是一个map)只被查找一次，之后就可以一贯行使。因为每次查找都前往沟通的实例，所以在竞赛争辩表达式值时变量的接见就像读写字段一样廉价，因为我们刚刚获得了Variable类的值。

第三个也是最初一个优化极可以不是经常起浸染。然则因为易于完成，照样运用了这类尤华。它的功用根抵上和名字“延迟运算”一样，次要用于函数挪用。函数不会自动竞赛争辩一切参数值，而且挪用函数。而“延迟运算”会搜检一切的参数，自行决意哪些参数需求竞赛争辩。在if函数中可以看到它运用的实例。

parsii遵照MIT准许证受权。在GitHub上可以找到一切的源代码，而且包括了预编译的jar包。

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

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

data-ad-slot="8266948139">