Java中JSON对象表达式求值实现方案咨询

需求说明 #

源JSON包含三类需要求值的表达式：

• 纯算术表达式（如${a}*${b}）
• 字符串拼接（如${model}-${variant}）
• 拼接与算术组合（如${model}-${variant}-${stage*10}）

源JSON：

{"model":"abc","variant":"m1","stage":2,"a":100,"b":200,"display name":"${model}-${variant}","c":"${a}*${b}","description":"${model}-${variant}-${stage*10}"}

求值后目标JSON：

{"model":"abc","variant":"m1","stage":2,"a":100,"b":200,"display name":"abc-m1","c":"300","description":"abc-m1-20"}

可行实现方案 #

方案一：模板引擎+表达式求值库组合 #

用模板引擎处理字符串拼接逻辑，搭配表达式库完成算术运算，步骤如下：

1. 选Apache Velocity或Freemarker做模板引擎，解析带变量占位符的字符串；
2. 用Apache Commons JEXL或MVEL做表达式求值库，处理算术计算；
3. 遍历JSON字段，先提取并计算算术子表达式，再用模板引擎渲染完整字符串；
4. 将渲染结果替换回JSON，生成目标结构。

示例代码片段（JEXL+Velocity）：

// 初始化JEXL引擎
JexlEngine jexl = new JexlEngine();
// 初始化Velocity引擎
Velocity.init();
VelocityContext velocityContext = new VelocityContext();

// 解析源JSON为Map（依赖Jackson）
Map<String, Object> sourceMap = new ObjectMapper().readValue(sourceJson, Map.class);
sourceMap.forEach(velocityContext::put);

// 遍历处理每个字段
sourceMap.forEach((key, value) -> {
    if (value instanceof String strValue) {
        Pattern pattern = Pattern.compile("\\$\\{(.*?)\\}");
        Matcher matcher = pattern.matcher(strValue);
        StringBuffer result = new StringBuffer();

        while (matcher.find()) {
            String expr = matcher.group(1);
            if (expr.matches(".*[+\\-*/].*")) {
                // 计算算术表达式
                JexlExpression jexlExpr = jexl.createExpression(expr);
                Object evalResult = jexlExpr.evaluate(new MapContext(sourceMap));
                matcher.appendReplacement(result, evalResult.toString());
            } else {
                // 保留变量占位符给Velocity处理
                matcher.appendReplacement(result, matcher.group(0));
            }
        }

        // 用Velocity渲染最终字符串
        String processedExpr = matcher.appendTail(result).toString();
        StringWriter writer = new StringWriter();
        Velocity.evaluate(velocityContext, writer, "", processedExpr);
        sourceMap.put(key, writer.toString());
    }
});

// 转换回JSON字符串
String targetJson = new ObjectMapper().writeValueAsString(sourceMap);

方案二：自定义解析+JS引擎计算 #

不想引入过多第三方库时，可借助Java内置的ScriptEngine实现：

1. 用正则提取${}内的表达式内容；
2. 尝试用JS引擎计算表达式，失败则视为变量引用直接取值；
3. 替换所有表达式后更新JSON字段。

示例代码片段：

ScriptEngine engine = new ScriptEngineManager().getEngineByName("JavaScript");
Map<String, Object> sourceMap = new ObjectMapper().readValue(sourceJson, Map.class);

sourceMap.forEach((key, value) -> {
    if (value instanceof String strValue) {
        Pattern pattern = Pattern.compile("\\$\\{(.*?)\\}");
        Matcher matcher = pattern.matcher(strValue);
        StringBuffer result = new StringBuffer();

        while (matcher.find()) {
            String expr = matcher.group(1);
            Object evalResult;
            try {
                // 尝试计算表达式
                evalResult = engine.eval(expr, new SimpleBindings(sourceMap));
            } catch (ScriptException e) {
                // 计算失败则直接取变量值
                evalResult = sourceMap.get(expr);
            }
            matcher.appendReplacement(result, evalResult.toString());
        }

        sourceMap.put(key, matcher.appendTail(result).toString());
    }
});

String targetJson = new ObjectMapper().writeValueAsString(sourceMap);

方案三：使用支持表达式的JSON库 #

部分JSON库内置表达式求值能力，比如Jsonata的Java实现，可直接解析源JSON中的表达式并生成目标结构，无需拆分处理步骤。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Pranav