轻量html模版渲染库 cJinja

未知
C/C++
跨平台
2019-03-31
黄泓凯

介绍

cJinja 是一个使用cpp编写的轻量html模版解析库,依赖 ejson 来实现模版的数据替换(在jinja中称为context,上下文)。模版的语法基本与django jinja一致,功能还算丰富。源码仅有700行,适合学习,觉得不错的点个star吧。

(该程序为 https://github.com/HuangHongkai/tinyserver 中的一个模块)

编译

使用cmake来编译,windows和linux下均可编译。推荐使用clion作为IDE。

1554014170158

编译成功后在build目录下会有libcjinja.a和cjinja_test.exe这2个文件。libcjinja.a是静态库,cjinja_test.exe是一个简单的测试程序。

运行测试程序后会出现output.html(该文件是tmp.html解析后的结果。)

已经完成的功能

  • 变量,例如 {{ var }}
  • 变量索引访问,例如 {{ var.var2 }} {{ var[2] }} {{ var[2].key.value[2] }},其中**[]** 表示对数组(类似python的list)进行索引, . 表示对object进行索引(类似与python的dict)
  • 表达式计算(包括字符串拼接) ,例如{{ 1*1+2-3*var }} {{ 1+1*2-3/4 }} {{ "asdfsf"+var }}
  • for-endfor对列表进行迭代, 例如 {% for var in list %} {% endfor %}
  • for-endfor对对象进行迭代,例如 {% for key,value in object %} {% endfor %} 或者 {% for key in object %}{% endfor %} 或者 {% for ,value in object %} {% endfor %}
  • if-else-endif 语句, 其中if的条件支持四则运算,简单的比较(!= == )等,例如 {% if 1+1==2 %}aaa{% else %}bbb{%endif %}
  • 模版包含,嵌套其他的模版文件{% include 'other.html' %}
  • 模版语法错误提示

需要注意,表达式之间不能含有空格,例如{{ 1 + 1 }}是非法的,而{{ 1+1 }}是合法的。

使用方法

1. 变量和变量索引

简单的例子如下,

HtmlTemplate html("username:{{ username }}\n"
                  "parm.list[1][2]: {{parm.list[1][2] }} \n"
                  "parm.key: {{ parm.key }}",
                 1); // 参数1表示传入的是模版字符串,0表示传入的是文件名,默认为0
JSONObject obj = {
    {"username", 1234},
    {"parm", {
        {"key", "cde"},
        {"list", {1, {1,2.3, "abcd"}, "hahaha"}},
    }}
};
html.setValue(obj);
cout << html.render() << endl << endl;
/* 运行后打印如下
username:1234
parm.list[1]: abcd 
parm.key: cde
*/

HtmlTemplate是一个库的主要类,构造函数为

explicit HtmlTemplate(const string& str, int flag = 0); // flag=0是str表示文件路径,不为0是表示传入的模版字符串

其中str参数为字符串,可以表示html模板原始串,也可也表示为文件的路径,flag默认为0。

setValue 方法表示传入数据给模版对象。

render() 方法表示将模版解析成字符串。

JSONObject来源于 ejson 库,用来模拟python的dict,构造函数也比较容易看懂。

2. 列表迭代

HtmlTemplate html("{% for x in list %}{{ x }}\n{%endfor%}"
                  "此时x已经是临时变量了,不可以在打印了 {{x}}\n"
                  , 1);

JSONObject obj = OBJECT(
    KEYVALUE("list", LIST(1,2,3,4,5))
);
cout << html.setValue(obj).render() << endl << endl;
/*运行后输出如下
1
2
3
4
5
此时x已经是临时变量了,不可以在打印了 
*/

注意到在迭代过程中x是作为临时变量,在外部的话是无法打印出来的。

3. 字典迭代

HtmlTemplate html("{% for key in dict %}迭代1: 字典的key值为 {{ key }}\n{% endfor %}"
                  "{% for key,value in dict %}迭代2: 字典的key值为 {{ key }}, value值为 {{ value}}\n{% endfor %}"
                  "{% for ,value in dict %}迭代3: 字典的value值为 {{ value }}\n{% endfor %}", 1);
JSONObject obj = OBJECT(
    KEYVALUE("dict", OBJECT(
        KEYVALUE("key1", "value1"),
        KEYVALUE("key2", 1234),
        KEYVALUE("key3", nullptr),
    ))
);
cout << html.setValue(obj).render() << endl << endl;
/*运行后输出
迭代1: 字典的key值为 key1
迭代1: 字典的key值为 key2
迭代1: 字典的key值为 key3
迭代2: 字典的key值为 key1, value值为 value1
迭代2: 字典的key值为 key2, value值为 1234
迭代2: 字典的key值为 key3, value值为 null
迭代3: 字典的value值为 value1
迭代3: 字典的value值为 1234
迭代3: 字典的value值为 null
*/

4. 字符串拼接与表达式计算

HtmlTemplate html("{{ a+b+c+\"444\" }}\n"
                  "{{x}} * {{y}} + 2 * 3 - 4 / {{x}} = {{ x*y+2*3-4/x }}\n",
                      1);
JSONObject obj = OBJECT(
            KEYVALUE("a", "111"),
            KEYVALUE("b", "222"),
            KEYVALUE("c", "333"),
            KEYVALUE("x", 12),
            KEYVALUE("y", 34)
 );
cout << html.setValue(obj).render() << endl << endl;
/*运行后输出
111222333444
12 * 34 + 2 * 3 - 4 / 12 = 413.667
*/

5. if-else-endif语句

HtmlTemplate html("{% if 1==1 %} 1==1 成立 {% else %} 1==1不成立 {%endif %}\n"
                  "{% if !x %} x为空 {% else %} x不为空 {%endif %}\n"
                  "{% if x==2 %} x==2 成立 {% endif %}\n"
                  "{% if x+1!=2 %} x+1!=2 成立 {% endif %}\n"
                  "{% if x<3 %} x<3 成立 {% endif %}\n"
                  "{% if x>1 %} x>1 成立 {% endif %}\n"
                  "{% if str==\"abcd\" %} str为abcd {% endif %}\n"
                  "{% if 1 %} 常量表达式1 {% endif %}\n"
                  "{% if 0 %} 常量表达式0,此处不会输出 {%endif%}", 1);
JSONObject obj = {
    {"x", 2},
    {"str", "abcd"}
};
cout << html.setValue(obj).render() << endl;
/*运行后输出
 1==1 成立 
 x不为空 
 x==2 成立 
 x+1!=2 成立 
 x<3 成立 
 x>1 成立 
 str为abcd 
 常量表达式1 
*/

6.for与if嵌套使用

 HtmlTemplate html("{%for x in list%}"
                       "{%if x %}"
                            "{% for y in list2%}"
                                "{{x}} * {{y}} = {{ x*y }}\n"
                            "{% endfor %}"
                       "{% else %}"
                            "x的值为空\n"
                       "{%endif%}"
                   "{% endfor%}", 1);
JSONObject obj = OBJECT(
    KEYVALUE("list", LIST(1,2,3,4,5)),
    KEYVALUE("list2", LIST(1,2,3)),
);
cout << html.setValue(obj).render() << endl << endl;
/*运行后输出
1 * 1 = 1
1 * 2 = 2
1 * 3 = 3
2 * 1 = 2
2 * 2 = 4
2 * 3 = 6
3 * 1 = 3
3 * 2 = 6
3 * 3 = 9
4 * 1 = 4
4 * 2 = 8
4 * 3 = 12
5 * 1 = 5
5 * 2 = 10
5 * 3 = 15
*/

7.模版文件作为输出

HtmlTemplate html("tmpl.html");
JSONObject context = OBJECT(
    ...
);
FILE* f = fopen("output.html", "w"); // 写入到文件中
string&& str = html.setValue(context).render();
fwrite(str.c_str(), 1, str.size(), f);
fclose(f);
/*运行后,代开当前目录的tmpl.html文件作为输入,输出文件为output.html*/
/*如果tmpl.html不存在则抛出异常*/

8. 异常处理

HtmlTemplate html("{% if 1 %} xxx ", 1);
// 不传入context
try {
    cout << html.render() << endl;
} catch(exception& e) {
    cerr << e.what() << endl;
}
cout << endl;

运行后终端上打印如下,

1554029697424

会提示异常的类名,异常文件所在位置,代码行数,以及一些错误的信息。

讨论

1. 实现一个简单的表达式计算器用什么方法比较好?(例如 {{ 2.3*3+4/5*x }} 这类表达式)

我分享一下我自己的方法,有什么更好的方法一起讨论一下。

  • 第一步,先把数据和符号提取出来放入到数组中,输入类型全部设为double。例如上面那个表达式,符号提取出来是{*, /, *}, 数据提取出来是{2.3, 3, 4, 5, x}

    这一步位于__parse_var这个函数,比较简单不详细讨论。

  • 第二步,先计算乘除法,结果放入栈中,在对栈中元素计算加减法(按照我们平常计算表达式的思路先乘除后加减),这一步实现如下(其中运用到C语言的宏和C++11的匿名函数)

    double cJinja::HtmlTemplate::calculator(vector<any>& number, vector<char>& op) {
        // 例如下表达式会成为
        // 1 - 2 - 3 + 2 *3 * 4 - 4*5
        // vector<char> op = { '-', '-', '+', '*', '*', '-', '*' };
        // vector<any> number = { 1, 2, 3, 2, 3, 4, 4, 5 };
        if (number.size() != op.size() + 1)
        throwException(TemplateParseException, "运算符号数和操作数不匹配");
    
        /* 定义计算器的内部函数 */
        auto calc = [](any& var1, double var2, char op) -> double{
            // var2 + var1
            // var2 * var1
            // var2 - var1
            // var2 / var1
            // 注意顺序
    #define CALC(op2) \
        if(#op2[0] == op) { \
            if (var1.type() == typeid(int)) \
                return var2 op2 static_cast<double>(any_cast<int>(var1)); \
            else if (var1.type() == typeid(float)) \
                return var2 op2 static_cast<double>(any_cast<float>(var1)) ; \
            else if (var1.type() == typeid(double)) \
                return var2 op2 static_cast<double>(any_cast<double>(var1))  ; \
        }
            CALC(+);
            CALC(-);
            CALC(*);
            CALC(/);
            throwException(TemplateParseException, "不允许对空指针进行运算");
    #undef CALC
        };
    
        vector<double> num_stack; // 计算中间结果存储栈
        num_stack.push_back(calc(number[0], 0, '+')); // 获取值  number[i+1] + 0 (加法运算零元为0,乘法运算零元为1)
        /* 计算 * / 法*/
        for (size_t i = 0; i < op.size(); i++) {
            if (op[i] == '+' || op[i] == '-') {
                num_stack.push_back(calc(number[i + 1], 0, '+')); // number[i+1] + 0
            }
            else if (op[i] == '*' || op[i] == '/') {
                double var1 = num_stack.back(); num_stack.pop_back();
                num_stack.push_back(calc(number[i + 1], var1, op[i])); // var1/number[i+1] 或者是  var1/number[i+1]
            } else
            throwException(TemplateParseException, str_format("非法操作符 %d", op[i]));
        }
        /* 计算 + - 法*/
        double result = num_stack[0];
        size_t i = 1;
        for (auto& ch : op) {
            if (ch == '+') {
                result += num_stack[i++];
            } else if(ch == '-') {
                result -= num_stack[i++];
            }
        }
        return result;
    }

2. 抛出异常包含更多的信息

我定义了一个throwException宏,如下

#define throwException(Exception, ...) { \
        std::cerr << "[" << #Exception << "] : FILE: " << string(__FILE__).substr(string(__FILE__).find_last_of('/') + 1) << "   LINE: " << __LINE__ <<  "  FUNCTION: " <<__FUNCTION__ << std::endl; \
        throw Exception(__VA_ARGS__); \
    }

其中__FILE__ 为文件名,__LINE__ 为当前代码行数,这些都是C中的内置宏,__VA_ARGS__是可变参数,对应于宏函数参数中的....

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