打造類 EXCEL 的公式體系
編者按：本文作者是螞蟻集團前端工程師單涼，介紹了云鳳蝶的類 EXCEL 的公式體系，云鳳蝶是螞蟻集團內(nèi)部的表單、流程、頁面搭建平臺，為螞蟻員工提供無代碼/低代碼的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用搭建服務(wù)。
公式是什么？
提到 EXCEL 表中的公式，大家應(yīng)該都有所了解。比如這個最簡單的 SUM 函數(shù)，用來求取某個區(qū)域內(nèi)的數(shù)值之和：
EXCEL 用戶可以使用公式對數(shù)據(jù)進行匯總、排序、過濾、甚至還有一些公式函數(shù)可以用來調(diào)整表格的布局。?
總的來說：EXCEL 公式為靜態(tài)的表格注入了動態(tài)產(chǎn)出數(shù)據(jù)的能力。
云鳳蝶應(yīng)用中的公式
先來看看云鳳蝶應(yīng)用是什么：
云鳳蝶是螞蟻集團內(nèi)部的表單、流程、頁面搭建平臺，為螞蟻員工提供無代碼/低代碼的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用搭建服務(wù)。不需要技術(shù)支持、不需要寫代碼，業(yè)務(wù)人員可以獨自完成表單搭建和投放，以及收集到數(shù)據(jù)后的報表和數(shù)據(jù)分析。
那么，如何實現(xiàn)這樣一個功能：對于如下的權(quán)限申請表單，當(dāng)申請人輸入「申請人工號」時，「申請人姓名」自動展示為對應(yīng)人員名稱？
在解決這個問題之前，我們先來看一下上面的權(quán)限申請表單：
用戶每次提交數(shù)據(jù)，都會在該表單下新增一條表單實例，這條實例由四個不同字段組成（申請人工號、名稱、部門、申請原因）。
因此，每個表單都可以簡單理解為一張如上圖所示的 EXCEL 表，而類比于 EXCEL 中公式的作用，云鳳蝶應(yīng)用下也產(chǎn)出了自己的公式形態(tài)：
在云鳳蝶應(yīng)用下，只需要將「申請人名稱」的值配置器切換為「公式綁定」，然后配置對應(yīng)的公式：
簡而言之，云鳳蝶應(yīng)用提供了低技術(shù)門檻的數(shù)據(jù)收集相關(guān)能力，而公式體系為其中的表單搭建帶來了動態(tài)業(yè)務(wù)規(guī)則的書寫能力。
核心訴求：低上手門檻
基于上面的討論可以看到，打造公式體系，而不是使用現(xiàn)有編程語言的原因，便是用戶群體的差異，因此公式體系的設(shè)計核心，必須是簡單好用，即便沒有代碼基礎(chǔ)的用戶也能快速上手使用。
產(chǎn)品形態(tài)
公式編輯
EXCEL 公式的核心，便是將表格中的數(shù)據(jù)經(jīng)過計算與轉(zhuǎn)化，輸出結(jié)果到另一部分單元格中。類比在表單場景下，也無非是讓用戶使用一些處理函數(shù)，針對自己的業(yè)務(wù)場景，對于表單項的值進行業(yè)務(wù)處理邏輯的書寫：
內(nèi)置的處理函數(shù)：幫助用戶處理文本、數(shù)字、復(fù)雜邏輯、信息獲取等各種場景；
表單項即變量：能夠看到當(dāng)前表單中的表單項，并可以將表單項的值作為公式參數(shù)使用；
低門檻的邏輯書寫器：擁有自己的編輯器，提供高亮、提示、校驗等能力，幫助用戶書寫公式。
公式執(zhí)行
而該場景下，用戶書寫的業(yè)務(wù)邏輯，也一定是一種自動化的計算關(guān)系：當(dāng)我所使用的變量發(fā)生變化時，我的公式執(zhí)行結(jié)果總是對的。
即，一旦依賴項變化，公式應(yīng)該重新執(zhí)行：
主要能力
云鳳蝶應(yīng)用在公式能力上，集眾家之長：
?：不支持 ? ? ? ?：支持 ? ? ?? ??：優(yōu)秀
如何實現(xiàn)一套公式體系？
先看看一套公式體系都包含哪些內(nèi)容：
規(guī)范定義
語法規(guī)范
由于公式是為了沒有代碼基礎(chǔ)的用戶設(shè)計的，所以語法也應(yīng)該是簡單易懂的：
操作符少：以云鳳蝶公式為例，僅支持二元操作符（
A + B）與方法調(diào)用（SUM(1, 2, 3)）兩種基礎(chǔ)語法格式；數(shù)據(jù)類型少：摒棄復(fù)雜的對象概念，用戶僅需理解基本的文本、時間、數(shù)字、集合操作就能書寫邏輯；
內(nèi)置常用邏輯：將循環(huán)、分支、數(shù)據(jù)請求等編程領(lǐng)域的復(fù)雜邏輯抽象為公式函數(shù)；內(nèi)置機制抹掉同步異步等概念。
變量規(guī)范
變量規(guī)范是公式體系與業(yè)務(wù)間的橋梁，基本的變量定義主要包括：
變量名稱：業(yè)務(wù)變量名稱，用于書寫數(shù)據(jù)處理規(guī)則；
變量 Schema：聲明變量對應(yīng)的數(shù)據(jù)類型與結(jié)構(gòu)，編輯器用來進行參數(shù)類型等校驗；
編譯表達式：定義變量在編譯之后會被替換成怎樣的代碼。
物料規(guī)范
物料是公式體系最核心的擴展能力，復(fù)雜的平臺邏輯可以簡化為一個函數(shù)，交給用戶使用
一個基本的公式物料包含以下部分：
基礎(chǔ)定義：函數(shù)名稱、描述、文檔、示例等，交由編輯器展示；
類型定義：參數(shù)及返回值定義，由校驗器進行解析并校驗，編輯器提示；
物料實現(xiàn)：具體的內(nèi)部邏輯代碼，交由執(zhí)行器執(zhí)行；
能力實現(xiàn)
編譯器
不管公式語法如何特殊，最終一定是在我們的代碼中執(zhí)行的。
由于公式語法的特殊性，不能直接在任何一門語言中執(zhí)行，因此需要一個編譯的過程，將用戶書寫的公式轉(zhuǎn)換成我們執(zhí)行時的語言（云鳳蝶的場景下為 JS 代碼）。
思路：使用 AST 樹來表達用戶所書寫的公式，并根據(jù)目標(biāo)環(huán)境的區(qū)別（如：編輯時回顯公式、運行時執(zhí)行代碼）選取對應(yīng)的編譯規(guī)則，將這棵 AST 樹中的特殊語法節(jié)點做轉(zhuǎn)化。最后再轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的代碼文本。
這是一個針對于上面例子的簡易轉(zhuǎn)化圖例（高亮部分為需要轉(zhuǎn)化的特殊語法）：
了解了實現(xiàn)原理后，問題就變簡單了，接下來只需要解決兩個問題：如何在 AST 樹與代碼之間互轉(zhuǎn)，以及如何修建 AST 樹。
云鳳蝶選用的是?Antlr：一個可以高度自定義的開源語法解析器，適用于自定義語言的開發(fā)。（https://www.antlr.org/）
校驗器
校驗器本質(zhì)上是根據(jù)業(yè)務(wù)中定義的語法規(guī)則，遍歷 AST 樹，驗證每個節(jié)點與定義是否一致的過程。如下面的公式：
在之前的物料及變量定義的過程中，分別定義好了：
USERINFO 及 TRUE 函數(shù)對應(yīng)的類型定義：
2.「申請人」變量對應(yīng)的變量 Schema：{ type: "string" }
在 AST 樹遍歷中進行對比這些信息，便可得到校驗結(jié)果：
執(zhí)行器
解決了公式編譯的問題，用戶書寫的公式便可以編譯成可以真實運行的運行時代碼，此時，執(zhí)行器可以簡單的理解為：在運行該代碼的執(zhí)行環(huán)境中，注入所依賴的變量和函數(shù)的值，從而得到運行結(jié)果
不過大多數(shù)業(yè)務(wù)場景下，我們還需要解決一個問題：如何在依賴的變量變化時，自動執(zhí)行公式？
這里可以對照前端框架的響應(yīng)式原理來進行實現(xiàn)：
將公式中用到的變量作為表達式的依賴，借助 Proxy 監(jiān)聽這些變量的修改，當(dāng)變量修改后，重新執(zhí)行當(dāng)前公式。
業(yè)務(wù)接入
走到這里，我們便已經(jīng)探索完了公式體系的設(shè)計與核心實現(xiàn)。
接下來，當(dāng)業(yè)務(wù)方系統(tǒng)中有這樣非開發(fā)人員書寫動態(tài)規(guī)則的訴求時，如何幫他們接入公式體系呢？
例如，后端同學(xué)可能會用到數(shù)據(jù)加工表達式：（https://help.aliyun.com/document_detail/129147.html）
定義好業(yè)務(wù)側(cè)公式函數(shù)：如上面的
e_search、e_set、e_drop_fileds等；構(gòu)建變量列表，其中：
變量定義 + 公式編輯器，搭建自己的編輯鏈路，如上面的
DROP；變量消費表達式 + 公式執(zhí)行器，完成執(zhí)行鏈路，如
DROP對應(yīng)的實際調(diào)用。自定義生成邏輯：生成運行環(huán)境下容易理解的運行時代碼，該場景下為 JAVA 代碼；
自定義語法（可選）：完成更高級別的公式語法定制。
通過上面幾步定義，便可以僅消耗周級別的開發(fā)時間，接入業(yè)務(wù)規(guī)則書寫能力。
