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Go expr 通用表達(dá)式引擎的使用

 更新時(shí)間:2025年05月25日 10:17:44   作者:NPE~  
本文主要介紹了Go expr 通用表達(dá)式引擎的使用,支持變量、運(yùn)算符和函數(shù),適用于動(dòng)態(tài)規(guī)則管理,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下

官方教程:https://expr-lang.org/docs/language-definition
官方Github:https://github.com/expr-lang/expr
文章所含代碼地址:https://github.com/ziyifast/ziyifast-code_instruction/tree/main/go-demo/go-expr

一、介紹

Expr表達(dá)式引擎是一個(gè)針對Go語言設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)配置解決方案,它以簡單的語法和強(qiáng)大的性能特性著稱。Expr表達(dá)式引擎的核心是安全、快速和直觀,很適合用于處理諸如訪問控制、數(shù)據(jù)過濾和資源管理等場景。在Go語言中應(yīng)用Expr,可以極大地提升應(yīng)用程序處理動(dòng)態(tài)規(guī)則的能力。不同于其他語言的解釋器或腳本引擎,Expr采用了靜態(tài)類型檢查,并且生成字節(jié)碼來執(zhí)行,因此它能同時(shí)保證性能和安全性。

二、安裝

//通過go get直接安裝即可
go get github.com/expr-lang/expr

三、使用

基礎(chǔ)使用

①運(yùn)行基本表達(dá)式

在下面例子中,表達(dá)式2 + 2被編譯成能運(yùn)行的字節(jié)碼,然后執(zhí)行這段字節(jié)碼并輸出結(jié)果。
同時(shí)下面的例子不包含變量,因此也不用傳入環(huán)境。

package main

import (
        "fmt"
        "github.com/expr-lang/expr"
)

func main() {
        // 編譯一個(gè)基礎(chǔ)的加法表達(dá)式
        program, err := expr.Compile(`2 + 2`)
        if err != nil {
                panic(err)
        }

        // 運(yùn)行編譯后的表達(dá)式,并沒有傳入環(huán)境,因?yàn)檫@里不需要使用任何變量
        output, err := expr.Run(program, nil)
        if err != nil {
                panic(err)
        }

        // 打印結(jié)果
        fmt.Println(output)  // 輸出 4
}

②運(yùn)行變量表達(dá)式

下面我們創(chuàng)建一個(gè)包含變量的環(huán)境,編寫使用這些變量的表達(dá)式,編譯并運(yùn)行這個(gè)表達(dá)式。
在下面例子中,環(huán)境env包含了變量apple和banana。表達(dá)式apple + banana在編譯時(shí)會從環(huán)境中推斷apple和banana的類型,并在運(yùn)行時(shí)使用這些變量的值來評估表達(dá)式結(jié)果。

package main

import (
    "fmt"
    "github.com/expr-lang/expr"
)

func main() {
    // 創(chuàng)建一個(gè)包含變量的環(huán)境
    env := map[string]interface{}{
       "apple":  5,
       "banana": 10,
    }

    // 編譯一個(gè)使用環(huán)境中變量的表達(dá)式
    program, err := expr.Compile(`apple + banana`, expr.Env(env))
    if err != nil {
       panic(err)
    }

    // 運(yùn)行表達(dá)式
    output, err := expr.Run(program, env)
    if err != nil {
       panic(err)
    }

    // 打印結(jié)果
    fmt.Println(output) // 輸出 15
}

語法介紹

下面主要是介紹 Expr 表達(dá)式引擎內(nèi)置函數(shù)的一部分。通過這些功能強(qiáng)大的函數(shù),可以更加靈活和高效地處理數(shù)據(jù)和邏輯。更詳細(xì)的函數(shù)列表和使用說明查閱官方函數(shù)文檔。

官方函數(shù)文檔:https://expr-lang.org/docs/language-definition

①字面量和變量

Expr表達(dá)式引擎能夠處理常見的數(shù)據(jù)類型字面量,包括數(shù)字、字符串和布爾值。字面量是直接在代碼中寫出的數(shù)據(jù)值,比如42、"hello"和true都是字面量

(1)字面量:數(shù)字、字符串、布爾值

// (1) 數(shù)字
42      // 表示整數(shù) 42
3.14    // 表示浮點(diǎn)數(shù) 3.14


// (2) 字符串
"hello, world" // 雙引號包裹的字符串,支持轉(zhuǎn)義字符
`hello, world` // 反引號包裹的字符串,保持字符串格式不變,不支持轉(zhuǎn)義

// (3)布爾值
true   // 布爾真值
false  // 布爾假值

(2)變量:Expr允許在環(huán)境中定義變量,然后在表達(dá)式中引用這些變量

// (1)表達(dá)式定義變量
env := map[string]interface{}{
    "age": 25,
    "name": "Alice",
}

// (2)表達(dá)式中引用變量
age > 18  // 檢查age是否大于18
name == "Alice"  // 判斷name是否等于"Alice"

②運(yùn)算符

Expr表達(dá)式引擎支持多種運(yùn)算符,包含數(shù)學(xué)運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、比較運(yùn)算符及集合運(yùn)算符等。

  • 數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算符

數(shù)學(xué)運(yùn)算符包括加(+)、減(-)、乘(*)、除(/)和取模(%)。邏輯運(yùn)算符包括邏輯與(&&)、邏輯或(||)和邏輯非(!)

2 + 2 // 計(jì)算結(jié)果為4
7 % 3 // 結(jié)果為1
!true // 結(jié)果為false
age >= 18 && name == "Alice" // 檢查age是否不小于18且name是否等于"Alice"
  • 比較運(yùn)算符

比較運(yùn)算符有相等(==)、不等(!=)、小于(<)、小于等于(<=)、大于(>)和大于等于(>=),用于比較兩個(gè)值

age == 25 // 檢查age是否等于25
age != 18 // 檢查age是否不等于18
age > 20  // 檢查age是否大于20
  • 集合運(yùn)算符

Expr還提供了一些用于操作集合的運(yùn)算符,如in用于檢查元素是否在集合中,集合可以是數(shù)組、切片或字典

"user" in ["user", "admin"]  // true,因?yàn)?user"在數(shù)組中
3 in {1: true, 2: false}     // false,因?yàn)?不是字典的鍵

還有一些高級的集合操作函數(shù),比如all、any、one和none,這些函數(shù)需要結(jié)合匿名函數(shù)(lambda)使用:

all(tweets, {.Len <= 240})  // 檢查所有tweets的Len字段是否都不超過240
any(tweets, {.Len > 200})   // 檢查是否存在tweets的Len字段超過200
  • 成員操作符

在Expr表達(dá)式語言中,成員操作符允許我們訪問Go語言中struct的屬性。這個(gè)特性讓Expr可以直接操作復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),非常地靈活實(shí)用。

// (1) 定義結(jié)構(gòu)體
type User struct {
    Name string
    Age  int
}

// (2)訪問結(jié)構(gòu)體變量
env := map[string]interface{}{
    "user": User{Name: "Alice", Age: 25},
}

code := `user.Name`

program, err := expr.Compile(code, expr.Env(env))
if err != nil {
    panic(err)
}

output, err := expr.Run(program, env)
if err != nil {
    panic(err)
}

fmt.Println(output) // 輸出: Alice

在操作結(jié)構(gòu)體變量時(shí),我們通常會需要判斷對應(yīng)字段值是否為空,這時(shí)就需要處理nil的情況:

在訪問屬性時(shí),可能會遇到對象是nil的情況。Expr提供了安全的屬性訪問,即使在結(jié)構(gòu)體或者嵌套屬性為nil的情況下,也不會拋出運(yùn)行時(shí)panic錯(cuò)誤。

方法一:使用?.操作符引用屬性,如果對象為nil則返回nil,而不會報(bào)錯(cuò)。

author.User?.Name

// 等價(jià)于下面的表達(dá)式
author.User != nil ? author.User.Name : nil

方法二:??操作符,主要用于nil時(shí),返回默認(rèn)值

author.User?.Name ?? "Anonymous"

// 等價(jià)于下面表達(dá)式
author.User != nil ? author.User.Name : "Anonymous"

③函數(shù)

Expr支持內(nèi)置函數(shù)和自定義函數(shù),使得表達(dá)式更加強(qiáng)大和靈活。

  • 內(nèi)置函數(shù):內(nèi)置函數(shù)像len、all、none、any等可以直接在表達(dá)式中使用
  • all:函數(shù) all 可以用來檢驗(yàn)集合中的元素是否全部滿足給定的條件。它接受兩個(gè)參數(shù),第一個(gè)參數(shù)是集合,第二個(gè)參數(shù)是條件表達(dá)式。
// 檢查所有 tweets 的 Content 長度是否小于 240
code := `all(tweets, len(.Content) < 240)`
program, err := expr.Compile(code, expr.Env(env))
if err != nil {
    panic(err)
}
  • any:與 all 類似,any 函數(shù)用來檢測集合中是否有任一元素滿足條件。
// 檢查是否有任一 tweet 的 Content 長度大于 240
code := `any(tweets, len(.Content) > 240)`
  • none:用于檢查集合中沒有任何元素滿足條件。
// 確保沒有 tweets 是重復(fù)的
code := `none(tweets, .IsRepeated)`
// 內(nèi)置函數(shù)示例
program, err := expr.Compile(`all(users, {.Age >= 18})`, expr.Env(env))
if err != nil {
    panic(err)
}

// 注意:這里env需要包含users變量,每個(gè)用戶都需要有Age屬性
output, err := expr.Run(program, env)
fmt.Print(output) // 如果env中所有用戶年齡都大于等于18,返回true
  • 自定義函數(shù):通過在環(huán)境映射env中傳遞函數(shù)定義來創(chuàng)建自定義函數(shù)

在Expr中使用函數(shù)時(shí),我們可以讓代碼模塊化并在表達(dá)式中加入復(fù)雜邏輯。通過結(jié)合變量、運(yùn)算符和函數(shù)。但需要注意,在構(gòu)建Expr環(huán)境并運(yùn)行表達(dá)式時(shí),始終要確保類型安全。

// 自定義函數(shù)示例
env := map[string]interface{}{
    "greet": func(name string) string {
        return fmt.Sprintf("Hello, %s!", name)
    },
}

program, err := expr.Compile(`greet("World")`, expr.Env(env))
if err != nil {
    panic(err)
}

output, err := expr.Run(program, env)
fmt.Print(output) // 返回 Hello, World!

實(shí)際生產(chǎn)案例

比如我們現(xiàn)在有一個(gè)需求:電商平臺需要根據(jù)用戶屬性(會員等級、地域)和訂單信息(金額、商品類目),動(dòng)態(tài)配置促銷活動(dòng)的參與條件和折扣規(guī)則,無需修改代碼即可更新規(guī)則。

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "time"

    "github.com/expr-lang/expr"
    "github.com/expr-lang/expr/vm"
)

// 用戶信息
type User struct {
    ID       int
    Name     string
    Level    int    // 會員等級(1-普通, 2-黃金, 3-鉆石)
    Region   string // 用戶所在地區(qū)
    JoinTime time.Time
}

// 訂單信息
type Order struct {
    OrderID     string
    Amount      float64 // 訂單金額
    Category    string  // 商品類目(electronics, clothing, food)
    CreatedTime time.Time
}

// 促銷規(guī)則配置
type PromotionRule struct {
    Condition string  // Expr表達(dá)式,判斷是否滿足條件
    Discount  float64 // 折扣比例(0.9表示9折)
}

// 初始化規(guī)則引擎環(huán)境
func createEnv(user User, order Order) map[string]interface{} {
    return map[string]interface{}{
       "User":  user,
       "Order": order,
       "Now":   time.Now(), // 內(nèi)置當(dāng)前時(shí)間函數(shù)
       // 可添加其他輔助函數(shù),如字符串處理、數(shù)學(xué)計(jì)算等
    }
}

// 編譯促銷規(guī)則條件
func compileRule(rule string) (*vm.Program, error) {
    return expr.Compile(rule, expr.Env(createEnv(User{}, Order{})))
}

// 應(yīng)用促銷規(guī)則
func ApplyPromotion(user User, order Order, rule PromotionRule) (bool, float64, error) {
    // 1. 編譯規(guī)則(生產(chǎn)環(huán)境需緩存編譯結(jié)果)
    program, err := compileRule(rule.Condition)
    if err != nil {
       return false, 0, fmt.Errorf("規(guī)則編譯失敗: %v", err)
    }

    // 2. 創(chuàng)建執(zhí)行環(huán)境
    env := createEnv(user, order)

    // 3. 執(zhí)行規(guī)則判斷
    output, err := expr.Run(program, env)
    if err != nil {
       return false, 0, fmt.Errorf("規(guī)則執(zhí)行失敗: %v", err)
    }

    // 4. 類型斷言判斷結(jié)果
    conditionMet, ok := output.(bool)
    if !ok {
       return false, 0, fmt.Errorf("規(guī)則必須返回布爾值")
    }

    // 5. 返回是否滿足條件及折扣
    return conditionMet, rule.Discount, nil
}

func main() {
    // 模擬用戶和訂單數(shù)據(jù)
    user := User{
       ID:       1001,
       Name:     "Alice",
       Level:    3,
       Region:   "CN",
       JoinTime: time.Date(2020, 1, 1, 0, 0, 0, 0, time.UTC),
    }
    order := Order{
       OrderID:     "20231020001",
       Amount:      1500.00,
       Category:    "electronics",
       CreatedTime: time.Now(),
    }

    // 從數(shù)據(jù)庫/配置中心讀取促銷規(guī)則(示例)
    rules := []PromotionRule{
       {
          // 規(guī)則1:鉆石會員且訂單金額>1000,享85折
          Condition: `User.Level >= 3 && Order.Amount > 1000 && Order.Category == "electronics"`,
          Discount:  0.85,
       },
       {
          // 規(guī)則2:注冊超過2年的用戶,任意訂單享9折
          Condition: `Now.Sub(User.JoinTime).Hours() > 24*365*2`,
          Discount:  0.9,
       },
    }

    // 遍歷所有規(guī)則,應(yīng)用最優(yōu)折扣
    bestDiscount := 1.0 // 默認(rèn)無折扣
    for _, rule := range rules {
       valid, discount, err := ApplyPromotion(user, order, rule)
       if err != nil {
          log.Printf("規(guī)則應(yīng)用錯(cuò)誤: %v", err)
          continue
       }
       if valid && discount < bestDiscount {
          bestDiscount = discount
       }
    }

    // 計(jì)算最終價(jià)格
    finalPrice := order.Amount * bestDiscount
    fmt.Printf("原價(jià): ¥%.2f\n", order.Amount)
    fmt.Printf("適用折扣: %.0f%%\n", (1-bestDiscount)*100)
    fmt.Printf("最終價(jià)格: ¥%.2f\n", finalPrice)
}

運(yùn)行結(jié)果:

在這里插入圖片描述

適用場景

總結(jié):規(guī)則變更頻繁且對吞吐要求不高 -> expr表達(dá)式,否則就直接上代碼

場景特征推薦方案理由
規(guī)則每天調(diào)整多次表達(dá)式引擎避免頻繁發(fā)版,提升業(yè)務(wù)敏捷性
規(guī)則復(fù)雜且嵌套業(yè)務(wù)對象直接代碼復(fù)雜邏輯更易維護(hù),編譯器輔助類型檢查
需非技術(shù)人員配置規(guī)則(產(chǎn)品/運(yùn)營)表達(dá)式引擎降低技術(shù)門檻,釋放開發(fā)資源
性能敏感(如:>10萬QPS)直接代碼避免表達(dá)式解析開銷影響吞吐量
多租戶定制規(guī)則表達(dá)式引擎各租戶獨(dú)立配置,互不影響

還是以上面的電商場景為例,讓大家感受expr的好處以及使用場景:
場景:電商促銷規(guī)則判斷
需求:根據(jù)用戶等級、訂單金額、商品類目動(dòng)態(tài)調(diào)整折扣。

方案一:表達(dá)式引擎(expr)

// 規(guī)則配置(存儲于數(shù)據(jù)庫)
rules := []PromotionRule{
    {
        Condition: `User.Level >= 3 && Order.Amount > 1000 && Order.Category == "electronics"`,
        Discount:  0.85,
    },
}
// 動(dòng)態(tài)執(zhí)行
valid, _ := ApplyPromotion(user, order, rule)

優(yōu)勢:

  • 運(yùn)營人員可通過管理后臺隨時(shí)新增/修改規(guī)則,無需等待版本發(fā)布。
  • 支持A/B測試:為不同用戶組配置不同規(guī)則。

劣勢:

  • 需額外開發(fā)規(guī)則管理界面和測試工具。

方案二:直接代碼判斷

func IsPromotionValid(user User, order Order) bool {
    return user.Level >= 3 && 
           order.Amount > 1000 && 
           order.Category == "electronics"
}

優(yōu)勢:

  • 性能極高,適合每秒數(shù)十萬次調(diào)用的場景。
  • 邏輯變更通過代碼評審,降低錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)。

劣勢:

  • 修改折扣條件需發(fā)版,無法快速響應(yīng)市場活動(dòng)。

到此這篇關(guān)于Go expr 通用表達(dá)式引擎的使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Go expr 通用表達(dá)式引擎內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家! 

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