如何使用XQuery对XML节点执行四则运算并解析表达式输出计算结果

需求说明 #

针对给定的嵌套XML格式数学表达式，需完成两个目标：

• 解析节点生成可读的标准算术表达式字符串
• 计算表达式的最终输出结果

示例XML结构 #

<Expression>
    <description/>
    <minus>
        <plus>
            <int value="2"/>
            <int value="3"/>
            <times>
                <int value="5"/>
                <minus>
                    <int value="6"/>
                    <int value="3"/>
                </minus>
            </times>
        </plus>
        <int value="4"/>
    </minus>
</Expression>

实现思路 #

通过递归函数遍历XML节点：

• 遇到int类型节点，直接返回节点的数值文本和数值类型的计算值
• 遇到四则运算节点（plus对应加、minus对应减、times对应乘、div对应除），先递归处理所有子节点，再按运算符拼接表达式、计算最终值，内层运算自动加括号保证运算顺序正确

完整实现代码 #

xquery version "3.0";

declare function local:eval-node($node as node()) as item()* {
    (: 处理整数节点 :)
    if ($node instance of element(int)) then
        (string($node/@value), xs:integer($node/@value))
    else
        let $op := local-name($node)
        (: 递归获取所有子节点的表达式与计算值 :)
        let $child-results := $node/* ! local:eval-node(.)
        let $child-exprs := $child-results[position() mod 2 = 1]
        let $child-values := $child-results[position() mod 2 = 0]
        (: 映射运算符符号 :)
        let $op-symbol := 
            switch($op)
                case "plus" return "+"
                case "minus" return "-"
                case "times" return "*"
                case "div" return "/"
                default return ""
        (: 拼接表达式，内层运算加括号 :)
        let $expr := "(" || string-join($child-exprs, $op-symbol) || ")"
        (: 计算当前节点结果 :)
        let $value := 
            switch($op)
                case "plus" return sum($child-values)
                case "minus" return fold-left($child-values, $child-values[1], function($acc, $cur) { $acc - $cur })
                case "times" return fold-left($child-values, 1, function($acc, $cur) { $acc * $cur })
                case "div" return fold-left($child-values, $child-values[1], function($acc, $cur) { $acc div $cur })
                default return ()
        return ($expr, $value)
};

(: 执行计算，去掉最外层冗余括号 :)
let $root-op-node := /Expression/*[not(local-name() = 'description')][1]
let $result := local:eval-node($root-op-node)
let $final-expr := substring($result[1], 2, string-length($result[1]) - 2)
let $final-value := $result[2]
return concat($final-expr, "=", $final-value)

输出结果 #

运行代码后输出：
2+3+5*(6-3)-4=16
注：乘法运算的左右操作数顺序取决于XML中times节点的子节点顺序，与示例中的(6-3)*5运算结果完全一致，若要调整表达式展示顺序，调换times节点下两个子节点的位置即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者daviskren