为什么人们说 Java 不能有表达式求值器？

Question

我知道默认情况下Java没有所谓的eval（我称之为“邪恶”）方法。这听起来像是一件坏事——知道你没有很多其他人拥有的东西。但更糟糕的是，你似乎被告知你不能拥有它。

我的问题是：其背后的坚实推理是什么？我的意思是，谷歌搜索只会返回大量旧数据和虚假原因——即使有我正在寻找的答案，我也无法从那些只是抛出通用标签词的人中过滤掉它。

我对那些告诉我如何解决这个问题的答案不感兴趣；我可以自己做到这一点：

使用 Bean 脚本框架 (BSF)

文件 sample.py （在 py 文件夹中）内容：

def factorial(n): 
    return reduce(lambda x, y:x * y, range(1, n + 1))

和 Java 代码：

ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("jython");
engine.eval(new FileReader("py" + java.io.File.separator + "sample.py"));
System.out.println(engine.eval("factorial(932)"));

使用设计的桥梁，如 JLink

这相当于：

String expr = "N[Integrate[E^(2 y^5)/(2 x^3), {x, 4, 7}, {y, 2, 3}]]";
System.out.println(MM.Eval(expr));
//Output: 1.5187560850359461*^206 + 4.2210685420287355*^190*I

其他方法

• 使用 Dijkstras shunt-yard 算法或类似算法并从头开始编写表达式求值器。
• 通过委托和 HashMultimaps 使用复杂的正则表达式和字符串操作。
• 使用 Java 表达式库
• 使用 Java 表达式语言
• 使用符合 JRE 的脚本语言，例如 BeanShell。
• 使用 Java 汇编器和下面的方法或直接字节码操作（如 Javaassist）。
• 使用 Java 编译器 API 和反射。
• 使用 Runtime.getRuntime().exec 作为 root

Answer 1

“eval”仅在脚本语言中可用，因为它使用运行其余代码的相同解释器；在此类语言中，该功能是免费的并且集成良好，因为在脚本环境中，如果您运行字符串或“真实”函数，则几乎没有什么区别。

在编译语言中，添加“eval”意味着捆绑整个编译器 - 这将违背编译的目的。我所知道的编译语言（即使是动态语言，如 ActionScrip3）都没有 eval。

顺便说一句，在 Java 中评估最简单的方法就是您忘记提到的方法：JRE 1.6 附带 Javascript 引擎，因此您可以用两行代码评估任何 Javascript。你甚至可以辩称你的问题的前提是错误的。 Java 1.6 捆绑了一个非常先进的表达式计算器。

Answer 2

正如 Daniel 指出的，Java 中的评估解决方案至少面临一个限制。例如，php eval 执行代码就好像它是周围方法的一部分，可以完全访问局部变量，这在标准 java 中是不可能做到的。如果没有此功能，评估替代方案需要更多的工作和冗长的内容，这使得它们对于“快速”和“简单”解决方案的吸引力大大降低。

eval() 主要是解释语言的一部分，其中局部变量的名称和代码结构（范围）在运行时可用，从而可以“插入”新代码。 Java 字节码不再包含此信息，使得 eval() 替代方案无法映射对局部变量的访问。 （注意：我忽略调试信息，因为没有程序应该依赖它，并且它可能不存在）

示例

int i = 0;
eval("i = 1");
System.out.println(i);

Java 所需的伪代码

context.put("i",new Integer(0));
eval(context,"i = 1");
System.out.println(context.get("i"));

这对于 eval 中使用的一个变量来说看起来不错，在更长的方法中尝试 10 次，您会得到 20用于变量访问的附加行以及一个或另一个运行时错误（如果您忘记了）。

Answer 3

因为任意 Java 表达式的求值取决于它的上下文、变量作用域等。

如果您需要某种变量表达式，只需使用脚本框架，然后 badamm！你有很多不同类型的表达式评估。只需将 JavaScript 等一种作为默认值，就有您的 eval()！

Java 是企业级的，您不会局限于一种选择。

Answer 4

但更糟糕的是，你似乎被告知你不能拥有它。

我认为您误解了这些文章（大部分）的内容。显然，有很多方法可以在Java应用程序中进行表达式求值。它们并不总是可用，但至少其中一些已经存在很长时间了。

我认为人们想说的是，表达式求值不能作为本机提供（即作为 Java 或标准库的固有部分）并且不太可能被添加，原因有很多。例如：

• Native eval 如果用在错误的地方就会产生严重的安全问题。 （对于其他语言也是如此；例如，您不应该在 Javascript 中使用 eval 来读取 JSON，因为它可能是向用户浏览器注入不良内容的途径。）
• 本机 eval 会存在严重的性能问题，与编译的 Java 代码相比。我们谈论的是慢 100 到 10,000 倍，具体取决于实现技术和“已编译” eval 表达式的缓存量。
• 原生评估会引入一系列可靠性问题……就像类型转换和反射的过度使用/误用一样。
• Native eval“不是Java”。 Java 被设计为主要是静态的编程语言。

当然......

• 还有其他方法可以做到这一点，包括您列出的所有实现方法。 Java SE 平台的目的并不是提供任何人可能想要的所有可能的库。 （JRE 下载量已经足够大了。）

出于这些原因，可能还有其他原因，Java 语言设计者决定不在 Java SE 中原生支持表达式求值。 （即便如此，一些表达式支持已正式纳入 Java EE；例如，以 JSP 表达式语言的形式。这些类位于 javax.el 包中...或 javax.servlet .jsp.el 适用于较旧/已弃用的版本。）

Answer 5

我认为您已经将解决​​方案放在您的答案中 - 将 BeanShell jar 与您的应用程序捆绑在一起（或者游说将其包含在 JRE 中），并且您拥有了 Java 表达式计算器。不过，它仍然需要输入变量的绑定。

（我更好奇的是：这样的脚本/表达式的沙箱如何工作？我不希望我的网络用户在我的服务器中执行危险代码。）