规则引擎的设计与实现 | 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 6 天

认识规则引擎

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。
优点:业务决策与服务本身解耦

组成部分

数据输入
支持接受使用预定义的语义编写的规则作为策略集合,比如price>500。
接收业务的数据作为执行过程中的参数,比如价格,标签等。
规则理解
能够按照预先定义的语法,词法,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

编译原理基本概念

理解

词法分析︰把源代码字符串转换为词法单元(Token)的这个过程
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如何识别出token? 有限自动机就是一个状态机,它的状态数量是有限的。该状态机在任何一个状态, 基于输入的字符,都能做一个确定的状态转换。 image.png
语法分析︰在词法分析的基础上识别出表达式的语法结构

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执行

抽象语法树:表达式抽象语法结构的树状表示,对于一个表达式,抽象语法树—定时唯一确定的 image.png
上下文无关语法:无需上下文就可以判断正确性,可以用巴科斯范式来表达 产生式:一个表达式可以由另外已知类型的表达式或者符号推导产生 image.png
递归下降算法:自顶向下构造语法树,不断地对Token进行语法展开,展开过程中可能会遇到递归的情况

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输入、输出

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。例如,表达式A+B的类型是根据A和B的类型定义的(int+int=int)
  • 类型检查可以发生在表达式的编译阶段,即在构造语法树的阶段;也可以发生在执行时的阶段

参数注入︰在规则执行过程中,使用输入的参数值来计算语法树中的标识符节点值的过程

设计一个规则引擎

设计一个规则引擎,支持特定的词法、运算符、数据类型和优先级。并且支持基于以上预定义语法的规则表达式的编译和执行。

词法分析

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词法分析的状态机

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语法分析(巴科斯范式)

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优先级的表达

type precedence struct {
    validSymbols []Symbol       //当前优先级支持的运算符类型
    nextPrecedence *precedence  //更高优先级的
    planner planner             //当前优先级的处理函数
}

语法树

一元运算符:左子树为空,右子树为右操作数
二元运算符:左子树为左操作数,右子树为右操作数
括号:左子树为空,右子树为内部表达式的AST
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语法树的执行

对语法树进行后续遍历

类型检查

检查时机:执行时检查
检查方法:在一个节点的左右子节点执行完成后,分别校验左右子节点的类型是否符合对应操作符的类型检查预设规则。