Javascript實(shí)現(xiàn)運(yùn)算符重載詳解
最近要做數(shù)據(jù)處理，自定義了一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如Mat,Vector,Point之類的，對(duì)于加減乘除之類的四則運(yùn)算還要重復(fù)定義，代碼顯得不是很直觀，javascript沒有運(yùn)算符重載這個(gè)像C++、C#之類的功能的確令人不爽，于是想“曲線救國”，自動(dòng)將翻譯代碼實(shí)現(xiàn)運(yùn)算符重載，實(shí)現(xiàn)思路其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是編寫一個(gè)解釋器，將代碼編譯。例如：
S = A + B (B - C.fun())/2 + D
翻譯成
`S = replace(replace(A, '+', replace(replace(B,'',(replace(B,'-',C.fun())))),'/',2),'+',D)`
在replace函數(shù)中我們調(diào)用對(duì)象相應(yīng)的運(yùn)算符函數(shù),replace函數(shù)代碼如下：
/**
* 轉(zhuǎn)換方法
* @param a
* @param op
* @param b
* @returns {*}
* @private
*/
export function __replace__(a,op,b){
if(typeof(a) != 'object' && typeof(b) != 'object'){
return new Function('a','b','return a' + op + 'b')(a,b)
}
if(!Object.getPrototypeOf(a).isPrototypeOf(b)
&& Object.getPrototypeOf(b).isPrototypeOf(a)){
throw '不同類型的對(duì)象不能使用四則運(yùn)算'
}
let target = null
if (Object.getPrototypeOf(a).isPrototypeOf(b)) {
target = new Function('return ' + b.__proto__.constructor.name)()
}
if (Object.getPrototypeOf(b).isPrototypeOf(a)) {
target = new Function('return ' + a.__proto__.constructor.name)()
}
if (op == '+') {
if (target.__add__ != undefined) {
return target.__add__(a, b)
}else {
throw target.toString() +'\n未定義__add__方法'
}
}else if(op == '-') {
if (target.__plus__ != undefined) {
return target.__plus__(a, b)
}else {
throw target.toString() + '\n未定義__plus__方法'
}
}else if(op == '*') {
if (target.__multiply__ != undefined) {
return target.__multiply__(a, b)
}else {
throw target.toString() + '\n未定義__multiply__方法'
}
} else if (op == '/') {
if (target.__divide__ != undefined) {
return target.__divide__(a, b)
}else {
throw target.toString() + '\n未定義__divide__方法'
}
} else if (op == '%') {
if (target.__mod__ != undefined) {
return target.__mod__(a, b)
}else {
throw target.toString() + '\n未定義__mod__方法'
}
} else if(op == '.*') {
if (target.__dot_multiply__ != undefined) {
return target.__dot_multiply__(a, b)
}else {
throw target.toString() + '\n未定義__dot_multiply__方法'
}
} else if(op == './') {
if (target.__dot_divide__ != undefined) {
return target.__dot_divide__(a, b)
}else {
throw target.toString() + '\n未定義__dot_divide__方法'
}
} else if(op == '**') {
if (target.__power__ != undefined) {
return target.__power__(a, b)
}else {
throw target.toString() + '\n未定義__power__方法'
}
}else {
throw op + '運(yùn)算符無法識(shí)別'
}
}
replace實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單，不做過多解釋，重要的部分是如何實(shí)現(xiàn)代碼的編譯。大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)四則運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)就是這翻譯的基礎(chǔ)，略微有些差異。簡(jiǎn)單描述一下流程：
1、分割表達(dá)式，提取變量和運(yùn)算符獲得元數(shù)組A
2、遍歷元數(shù)組
如果元素是運(yùn)算符加減乘除，則從堆棧中彈出上一個(gè)元素，轉(zhuǎn)換為replace(last,操作符,
如果元素是‘）',則從堆棧中彈出元素，拼接直到遇到'('，并壓入堆棧。這里需要注意‘（'元素前是否為函數(shù)調(diào)用或replace，如果是函數(shù)調(diào)用或replace，則需要繼續(xù)向前彈出數(shù)據(jù)，閉合replace函數(shù)的閉合。
如果是一般元素，則查看前一個(gè)元素是否replace，如果是，則需要拼接‘)'使得replace函數(shù)閉合，否則直接將元素壓入棧。
3、將2步驟中得到的棧順序組合就得到編譯后的表達(dá)式。
依據(jù)上述流程，實(shí)現(xiàn)代碼：
/**
* 表達(dá)式轉(zhuǎn)換工具方法
* @param code
*/
export function translate (code) {
let data = []
let tmp_code = code.replace(/\s/g,'')
let tmp = []
let vari = tmp_code.split(/["]+[^"]*["]+|[']+[^']*[']+|\*\*|\+|-|\*|\/|\(|\)|\?|>[=]|<[=]|={2}|:|&{2}|\|{2}|\{|\}|=|%|\.\/|\.\*|,/g)
let ops = tmp_code.match(/["]+[^"]*["]+|[']+[^']*[']+|\*\*|\+|-|\*|\/|\(|\)|\?|>[=]|<[=]|={2}|:|&{2}|\|{2}|\{|\}|=|%|\.\/|\.\*|,/g)
for (let i = 0,len = ops.length; i < len; i++) {
if (vari[i] != '') {
tmp.push(vari[i])
}
if (ops[i] != '') {
tmp.push(ops[i])
}
}
tmp.push(vari[ops.length])
for (let i = 0; i < tmp.length; i++){
let item = tmp[i]
if(/\*\*|\+|-|\*|\/|%|\.\/|\.\*/.test(tmp[i])) {
let top = data.pop()
let trans = '__replace__(' + top + ',\'' + tmp[i] + '\','
data.push(trans)
}else{
if (')' == tmp[i]) {
let trans0 = tmp[i]
let top0 = data.pop()
while (top0 != '(') {
trans0 = top0 + trans0
top0 = data.pop()
}
trans0 = top0 + trans0
let pre = data[data.length - 1]
while(/[_\w]+[\.]?[_\w]+/.test(pre)
&& !/^__replace__\(/.test(pre)
&& pre != undefined) {
pre = data.pop()
trans0 = pre + trans0
pre = data[data.length - 1]
}
pre = data[data.length - 1]
while(pre != undefined
&& /^__replace__\(/.test(pre)){
pre = data.pop()
trans0 = pre + trans0 + ')'
pre = data[data.length - 1]
}
data.push(trans0)
}else {
let pre = data[data.length - 1]
let trans1 = tmp[i]
while(pre != undefined
&& /^__replace__\(/.test(pre)
&& !/\*\*|\+|-|\*|\/|\(|\?|>[=]|<[=]|={2}|:|&{2}|\|{2}|\{|=|\}|%|\.\/|\.\*/.test(item)
&& !/^__replace__\(/.test(item)) {
if(tmp[i + 1] == undefined){
pre = data.pop()
trans1 = pre + trans1 + ')'
break;
}else{
pre = data.pop()
trans1 = pre + trans1 + ')'
pre = data[data.length - 1]
}
}
data.push(trans1)
}
}
}
let result = ''
data.forEach((value, key, own) => {
result += value
})
return result
}
表達(dá)式編譯的方法寫好了，接下來就是如何使編寫的代碼被我們的翻譯機(jī)翻譯，也就是需要一個(gè)容器，兩種方法：一種就是類構(gòu)造器重新定義方法屬性，另一種就是將代碼作為參數(shù)傳入我們自定義的方法。接下來介紹一下類構(gòu)造器中重新定義方法：
export default class OOkay {
constructor () {
let protos = Object.getOwnPropertyNames(Object.getPrototypeOf(this))
protos.forEach((proto, key, own) => {
if(proto != 'constructor'){
Object.defineProperty(this, proto, {
value:new Function(translate_block(proto, this[proto].toString())).call(this)
})
}
})
}
}
由上面可以看出，我們使用Object.defineProperty在構(gòu)造器中重新定義了，translate_block是對(duì)整個(gè)代碼塊分割得到進(jìn)行翻譯，代碼如下：
/**
* 類代碼塊轉(zhuǎn)換工具
* @param name
* @param block
* @returns {string}
*/
export function translate_block (name , block) {
let codes = block.split('\n')
let reg = new RegExp('^' + name + '$')
console.log(reg.source)
codes[0] = codes[0].replace(name,'function')
for(let i = 1; i < codes.length; i++) {
if (codes[i].indexOf('//') != -1) {
codes[i] = codes[i].substring(0,codes[i].indexOf('//'))
}
if(/\*\*|\+|-|\*|\/|%|\.\/|\.\*/g.test(codes[i])){
if (codes[i].indexOf('return ') != -1) {
let ret_index = codes[i].indexOf('return ') + 7
codes[i] = codes[i].substring(0,ret_index) + translate(codes[i].substring(ret_index))
}else {
let eq_index = codes[i].indexOf('=') + 1
codes[i] = codes[i].substring(0,eq_index) + translate(codes[i].substring(eq_index))
}
}
}
return 'return ' + codes.join('\n')
}
對(duì)于新的類，我們只要繼承OOkay類就可以在該類中使用運(yùn)算符重載。對(duì)于繼承自非OOkay類的，我們可以采用注入的方式,如下：
/**
* 非繼承類的注入方法
* @param target
*/
static inject (target) {
let protos = Object.getOwnPropertyNames(Object.getPrototypeOf(target))
protos.forEach((proto, key, own) => {
if (proto != 'constructor') {
Object.defineProperty(target, proto, {
value:new Function(translate_block(proto, target[proto].toString())).call(target)
})
}
})
}
對(duì)于非類中的代碼，我們需要一個(gè)容器，這里我采用了兩種方式，一種以ookay腳本的方式使用，像這樣
<script type='text/ookayscript'>
let a = a+b // a、b為對(duì)象實(shí)例
</script>
還有就是將代碼作為參數(shù)傳入__$$__方法，該方法編譯代碼并執(zhí)行，如下：
static __$__(fn) {
if(!(fn instanceof Function)){
throw '參數(shù)錯(cuò)誤'
}
(new Function(translate_block('function',fn.toString()))).call(window)()
}
這樣就實(shí)現(xiàn)了運(yùn)算符的重載
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