规则引擎的学习及设计 | 青训营笔记

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这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 7 天

前言

这是我将参加青训营期间的收获进行整理和总结,同时便于日后复习和查阅。如果能给各位小伙伴提供些帮助,也是我的荣幸,希望大家可以多多赐教,一起学习和交流。

规则引擎是一种嵌入在应用服务中的组件,可以将灵活多变的业务决策从服务代码中分离出来。通过使用预定义的语义模块来编写业务逻辑。执行时接受数据输入、解释业务规则,并做出决策。规则引擎能大大提高系统的灵活性和扩展性。

本篇文章内容:

  • 认识规则引擎
  • 编译原理基本概念

规则引擎的定义

规则引擎是一种嵌入在应用程序中的组件,实现了将业务决策从应用程序代码中分离出来,并使用预定义的语义模块编写业务决策。接受数据输入,解释业务规则,并根据业务规则做出业务决策。

数据输入

支持接受预定义的语义编写的规则作为策略集。

规则理解

能偶按照预先定义的词法、语法、优先级、运算符等·正确理解业务规则所表达的语义。

规则执行

根据执行时输入的参数对策略集中的规则进行正确的解释和执行。同时对规则执行过程中的数据类型进行检查,确保执行结果正确。

编译原理基础

编译:

编译的过程就是 把某种语言的源程序,在不改变语义的条件下,转换成另一种语言程序(目标语言程序)。

  • 如果源代码编译后要在操作系统上运行,那目标代码就是汇编/机器代码。
  • 如果编译后是在虚拟机里执行,那目标代码就可以不是汇编代码,而是一种解释器可以理解的中间形式的代码即可。

词法分析: 把源代码字符串转换为词法单元(Token)的这个过程。

  • 有限自动机:该状态机在任何一个状态,基于输入的字符,都能做一个确定的1状态转换。它的状态数量是有限的

语法分析: 在词法分析的基础上识别出表达式的语法结构。

抽象语法树: 词法分析是识别一个个的单词,而语法分析就是在词法分析的基础上识别出程序的语法结构。这个结构是一个树状结构。这棵树叫做抽象语法树(Abstract Syntax Tree, AST)。树的每个节点(子树)是一个语法单元,这个单元的构成规则就叫“语法”。每个节点还可以有下级节点。

Token -> AST

  • 语言句子无需考虑上下文,就可以判断正确性。可以使用巴科斯范式(BNF)来表达
<expr> ::= <expr> + <term>
         | <expr> - <term>
         | <term><term> ::= <term> * <factor>
         | <term> / <factor>
         | <factor><factor> ::= ( <expr> )
           | Num
  • 递归下降算法 Recursive Descent Parsing

    递归下降算法就是自顶向下构造语法树

    不断的对Token进行语法展开(下降),展开过程中可能遇到递归的情况。

varDecl : types Id varInitializer? ';' ;        //变量声明
varInitializer : '=' exp ;                       //变量初始化
exp : add ;                                      //表达式       
add : add '+' mul | mul;                         //加法表达式
mul : mul '*' pri | pri;                         //乘法表达式
pri : IntLiteral | Id | '(' exp ')' ;            //基础表达式

类型检查: 验证执行的结果是否为合适的数据类型。在抽象语法树中,通常会验证某个节点的子节点的数据类型是否合法。

  • 类型综合

    根据子表达式的类型构造出父表达式的类型

  • 编译时检查 & 运行时检查

    • 编译时:需要提前声明参数的类型,在构建语法树过程中进行类型检查
    int1 : int; str1 : string
    
    • 执行时:可以根据执行时的参数输入的值类型,在执行过程中进行类型检查
    int1: 108; str1: "300"
    

参数注入: 在规则执行过程中,使用输入的参数来计算语法树中标识符节点值的过程。

规则引擎的设计

一个简单的规则引擎的实现,gitHub项目地址:github.com/qimengxingy…

引用

  • 【实践课】规则引擎设计与实现 - 字节青训营