利用函數模板技術，寫一個簡單高效的 JSON 查詢器

　　JSON可謂是JavaScript的亮點，它能用優雅簡練的代碼實現Object和Array的初始化。同樣是基於文本的數據定義，它比符號分隔更有語義，比XML更簡潔。因此越來越多的JS開發中，使用它作為數據的傳輸和儲存。

　　

　　JS數組內置了不少有用的方法，方便我們對數據的查詢和篩選。例如我們有一堆數據：

    var heros = [
        // 名============攻=====防=======力量====敏捷=====智力====
        {name:'冰室女巫', DP:38, AP:1.3, Str:16, Agi:16, Int:21},
        {name:'沉默術士', DP:39, AP:1.1, Str:17, Agi:16, Int:21},
        {name:'娜迦海妖', DP:51, AP:6.0, Str:21, Agi:21, Int:18},
        {name:'賞金獵人', DP:39, AP:4.0, Str:17, Agi:21, Int:16},
        {name:'劇毒術士', DP:45, AP:3.1, Str:18, Agi:22, Int:15},
        {name:'光之守衛', DP:38, AP:1.1, Str:16, Agi:15, Int:22},
        {name:'煉金術士', DP:49, AP:0.6, Str:25, Agi:11, Int:25}
        //...
    ];

　　

　　要查詢攻擊大於40並且防御小於4的英雄，我們可以用Array的filter方法：

    var match = heros.filter(function(e) {
        return e.DP > 40 && e.AP < 4;
    });

　　
　　返回得到一個數組，包括符合條件的2個結果。
　　
　　相比手工去寫循環判斷，filter方法為我們提供了很大的方便。但它是基於函數回調的，所以每次使用必須寫一個function，對於簡單的查詢很是累贅，而且使用回調效率也大大降低。但這是也沒有辦法的，想簡單必然要犧牲一定性能。 如果能使用比這更簡單的語句，並且完全擁有代碼展開時效率，該有是多么完美的事。
　　
　　先來想象下，要是能將上面的代碼寫成這樣，並且查詢速度和手寫的遍歷判斷一樣：

    var match = heros.select('@DP>40 AND @AP<4');

 

　　看上去有點像SQL，連語法都換了？這樣豈不是要寫一個詞法分析，語義解釋等等等等一大堆的腳本引擎的功能了，沒個幾千上萬行代碼都搞不定，而且效率肯定更糟了。。。如果想到那么復雜，那么你還沒深刻的理解腳本的精髓。但凡是腳本語言，都有運行時動態解釋代碼的接口，例如vbs的execute()；js的eval()，new Function()，甚至創建一個<script>動態寫入代碼。
　　
　　顯然，要是能將另一種語言，翻譯成js代碼，那么就可直接交給宿主來執行了！
　　
　　例如上面select中的字符，我們簡單的將"@"替換成"e.", "AND"替換成"&&"，於是就成了一個合法的js表達式，完全可以交給eval來執行。
　　
　　所以我們要做的，就是將原始語句翻譯成js語句來執行。並且為了提高效率，將翻譯好的js表達式內聯到一個上下文環境，生成一個可執行的函數體，而不是每次遍歷中都依靠回調來判斷。
　　
　　於是，函數模版就要派上用場了。

 

函數模版簡介

　　在C++里面，有宏和類模版這么個東西，可以讓一些計算在編譯階段就完成了，大幅提升了運行時代碼的性能。腳本雖然沒有嚴格意義上的編譯，但在第一次執行的時候會解析並充分的優化，這是目前主流瀏覽器相互競爭點。所以，我們要將重復eval的代碼，鑲嵌到事先提供的樣板函數里：一個准備就緒，就差表達式計算的函數：

    /**
     * 模版: tmplCount
     * 功能: 統計arr數組中符合$express表達式的數量
     */
    function tmplCount(arr) {
        var count = 0;

        for(var i = 0; i < arr.length; i++) {
            var e = arr[i];

            if($express) {
                count++;
            }
        }
        return count;
    }

　　

　　上面就是一個模板函數，遍歷參數arr[]並統計符合$express的數量。除了if(...)內的表達式外，其他都已經准備就緒了。字符$express也可以換成其他標識，只要不和函數內其他字符沖突即可。
　　
　　當我們需要實例化時，首先通過tmplCount.toString()將函數轉成字符串格式，然后將其中的$express替換成我們想要的表達式，最后eval這串字符，得到一個Function類型的變量，一個模板函數的實例就產生了！

　　我們簡單的演示下：

    /**
     * 函數: createInstance
     * 參數: exp
     *      一段js表達式字符串，用來替換tmplCount模板的$express
     * 返回：
     *      返回一個Function，模版tmplCount的實例
     */
    function createInstance(exp)
    {
        // 替換模板內的表達式
        var code = tmplCount.toString()
                    .replace('$express', exp);
    
        // 防止匿名函數直接eval報錯
        var fn = eval('0,' + code);

        // 返回模板實例
        return fn;
    }


    // 測試參數
    var student = [
        {name: 'Jane', age: 14},
        {name: 'Jack', age: 20},
        {name: 'Adam', age: 18}
    ];

    // demo1
    var f1 = createInstance('e.age<16');
    alert(f1(student));    //1個

    // demo2
    var f2 = createInstance('e.name!="Jack" && e.age>=14');
    alert(f2(student));    //2個

　　

　　注意createInstance()的參數中，有個叫e的對象，它是在tmplCount模版中定義的，指代遍歷時的具體元素。返回的f1，f2就是tmplCount模板的兩個實例。最終調用的f1，f2函數中，已經內嵌了我們的表達式語句，就像我們事先寫了兩個同樣功能的函數一樣，所以在遍歷的時候直接運行表達式，而不用回調什么的，效率大幅提升。

　　

　　其實說白了，tmplCount的存在僅僅是為了提供這個函數的字符串而已，其本身從來不會被調用。事實上用字符串的形式定義也一樣，只不過用函數書寫比較直觀，方便測試。

　　值得注意的是，如果腳本后期需要壓縮優化，那么tmplCount模板絕對不能參與，否則對應的"e."和"$express"都有可能發生變化。

JSON基本查詢功能

　　函數模板的用處和實現介紹完了，再來回頭看之前的JSON查詢語言。我們只需將類似sql的語句，翻譯成js表達式，並且生成一個函數模板實例。對於相同的語句，我們可以進行緩存，避免每次都翻譯。

　　首先我們實現查詢器的模板：

    var __proto = Object.prototype;

    //
    // 模板: __tmpl
    // 參數: $C
    // 說明: 記錄並返回_list對象中匹配$C的元素集合
    //
    var __tmpl = function(_list) {
        var _ret = [];
        var _i = -1;

        for(var _k in _list) {
            var _e = _list[_k];
            
            if(_e && _e != __proto[_k]) {
                if($C)
                    _ret[++_i] = _e;
            }
        }
        return _ret;

    }.toString();

　　

　　然后開始寫Object的select方法：

    //
    // select方法實現
    //
    var __cache = {};
    
    __proto.select = function(exp) {
        if(!exp)
            return [];

        var fn = __cache[exp];

        try {
            if(!fn) {
                var code = __interpret(exp);            //解釋表達式
                code = __tmpl.replace('$C', code);      //應用到模版

                fn = __cache[exp] = __compile(code);    //實例化函數
            }

            return fn(this);                            //查詢當前對象
        }
        catch(e) {
            return [];
        }
    }

　　其中__cache表實現了查詢語句的緩存。對於重復的查詢，性能可以極大的提升。

    function __compile() {
        return eval('0,' + arguments[0]);
    }

　　__compile之所以單獨寫在一個空函數里，就是為了eval的時候有個盡可能干凈的上下文環境。

　　__interpret是整個系統的重中之重，負責將查詢語句翻譯成js語句。它的實現見智見仁，但盡可能簡單，不要過度分析語法。

　　具體代碼查看： http://files.cnblogs.com/index-html/jsonselect.js
　　出於演示，目前只實現部分基本功能。以后還可以加上 LIKE，BETWEEN，ORDER BY 等等常用的功能。

　　Demo

    var heros = [
        // 名============攻=====防=======力量====敏捷=====智力====
        {name:'冰室女巫', DP:38, AP:1.3, Str:16, Agi:16, Int:21},
        {name:'沉默術士', DP:39, AP:1.1, Str:17, Agi:16, Int:21},
        {name:'娜迦海妖', DP:51, AP:6.0, Str:21, Agi:21, Int:18},
        {name:'賞金獵人', DP:39, AP:4.0, Str:17, Agi:21, Int:16},
        {name:'劇毒術士', DP:45, AP:3.1, Str:18, Agi:22, Int:15},
        {name:'光之守衛', DP:38, AP:1.1, Str:16, Agi:15, Int:22},
        {name:'煉金術士', DP:49, AP:0.6, Str:25, Agi:11, Int:25}
        //...
    ];

　　 測試：heros.select('   ') 查詢

    // 查詢：力量，敏捷 都超過20的
    // 結果：娜迦海妖
    var match = heros.select('@Str>20 AND @Agi>20');

    // 查詢：“士”結尾的
    // 結果：沉默術士,劇毒術士,煉金術士
    var match = heros.select('right(@name,1)="士" ');

    // 查詢：生命值 超過500的
    // 結果：煉金術士
    var match = heros.select('100 + @Str*19 > 500');