告別硬編碼，讓你的前端表格自動計算

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序言

當我的團隊進行稅務系統模組開發的時候，我發現他們需要花費80%的時間去解決計算問題，尤其體現在表格（Grid）中的計算，這些時間花在：

  1. 寫前台js程式碼（因為用戶在表格中的輸入會影響其他單元格，所以需要即時將運算後的新值呈現給用戶看）
  2. 寫後台程式碼（因為用戶對表格數據的更改會影響其他表格，所以要在用戶點擊保存時更新受影響表格的數據）
  3. 實施修改計算方法，導致開發者需要修改程式碼

於是我調研了稅務其他模組的功能，發現稅務系統大量使用表格控制項，而其中或多或少都會涉及到計算問題。而處理計算的方法，都是採用硬編碼。

計算，這個習以為常的編碼動作，其實很容易讓人聯想到Excel中的公式，更何況需求文檔本身就是以Excel的形式提供的。當我們在使用Excel的時候，可以在單元格中設置公式，通過改變源頭單元格的值，Excel將自動計算單元格公式，將結果值賦予目標單元格。那麼，我們是否可以參考這種模式，開發者不再需要寫複雜難懂的計算邏輯，只需要根據實施提供的公式，將它們轉成某種格式的語句，再調用某種計算引擎產出結果，將結果呈現給用戶看或者持久化到資料庫？答案是肯定的，而這一切的核心就是自動計算引擎——AutoCalculate。

作用

AutoCalculate是表格複雜運算的解決方案，可以讓你省掉成百上千行的計算邏輯程式碼，從此寫程式碼就像寫Excel公式一般簡單。

適用範圍

前台：

適用於ElementUI表格、EasyUI Grid控制項、ParamQuery Grid等所有js表格控制項中帶有公式的複雜運算

後台：

適用，需要V8引擎

前台用法

AutoCalculate由兩部分組成，分別是公式和計算引擎，公式是就是根據特定語法編寫的字元串，如：[Month12,1]#3 = [Month11,1] * 10，計算引擎即是AutoCalculate.js，負責解析公式。以下開始介紹如何書寫公式。

單元格

假設有這樣的場景，單元格①=單元格②+單元格③，對應的公式是：

[Month1,1] = [Month1,2] + [Month1,3]

img

先來看看[Month1,1]代表什麼，首先，中括弧[ ]代表一個單元格，Month1即「1月」對應的列名，緊接著是一個逗號,，後面的1代表RowNo = 1，以此類推，

[Month1,2]代表列為「1月」且RowNo = 2的單元格

[Month1,3]代表列為「1月」且RowNo = 3的單元格

所以我們可以用[y,x]來代表一個單元格，y即列名，也稱作縱坐標， x即RowNo的值，也稱作橫坐標

如果表格沒有RowNo列怎麼辦？如想尋找答案，請繼續往下閱讀

讓公式生效

//首先引入AutoCalculate.js
import AutoCalculate from '../components/AutoCalculate';
...

//定義一個AutoCalculate實例，formulas為公式數組
let autoCal = new AutoCalculate(formulas);

/* 調用cal方法
 * gridDatas（必填）：表格數據
 * refField（必填）：參考欄位，即單元格[y,x]中x是哪個欄位的值
 */
autoCal.cal(gridDatas, refField);

區域公式

實際上，除了1月，2月，3月……10月也存在類似的公式，即：

[Month1,1] = [Month1,2] + [Month1,3]

[Month2,1] = [Month2,2] + [Month2,3]

[Month3,1] = [Month3,2] + [Month3,3]

……
……
……

[Month10,1] = [Month10,2] + [Month10,3]

也就是說我們需要寫10條這樣的公式，對於簡單的場景來說，這不成問題，但是對於某些包含大量公式的表格，這種寫法存在一些弊端，比如容易寫錯，還有，公式長的時候也需要花費較多時間才能寫完。所以，便有了區域公式。

觀察上面的公式可以發現，其實每條公式都可以用一條公式來代替，例如以下公式：

[@,1] = [@,2] + [@,3]

這裡沒有明確的列名，只是用了一個佔位符@，但它足以代表以上10條公式。這個時候，我們只需要在適當的位置補上列名就可以了，所以，最終的公式就是：

{Month1, Month2, Month3, Month4, Month5, Month6, Month7, Month8, Month9, Month10}[@,1] = [@,2] + [@,3]

你需要將列名用,隔開，並放置在大括弧{ }內，如此，1條公式便相當於10條公式。

佔位符不僅僅可以用於縱坐標，還可用於橫坐標，如以下公式：

//公式1：
[YearTotal,3] = [Month1,3] + [Month2,3] + [Month3,3] + [Month4,3] + [Month5,3] + [Month6,3] + [Month7,3] + [Month8,3] + [Month9,3] + [Month10,3]

//公式2：
[YearTotal,4] = [Month1,4] + [Month2,4] + [Month3,4] + [Month4,4] + [Month5,4] + [Month6,4] + [Month7,4] + [Month8,4] + [Month9,4] + [Month10,4]

//公式3：
[YearTotal,5] = [Month1,5] + [Month2,5] + [Month3,5] + [Month4,5] + [Month5,5] + [Month6,5] + [Month7,5] + [Month8,5] + [Month9,5] + [Month10,5]

//公式4：
[YearTotal,6] = [Month1,6] + [Month2,6] + [Month3,6] + [Month4,6] + [Month5,6] + [Month6,6] + [Month7,6] + [Month8,6] + [Month9,6] + [Month10,6]

//公式5：
[YearTotal,2] = [Month1,2] + [Month2,2] + [Month3,2] + [Month4,2] + [Month5,2] + [Month6,2] + [Month7,2] + [Month8,2] + [Month9,2] + [Month10,2]

//公式6：
[YearTotal,7] = [Month1,7] + [Month2,7] + [Month3,7] + [Month4,7] + [Month5,7] + [Month6,7] + [Month7,7] + [Month8,7] + [Month9,7] + [Month10,7]

//公式7：
[YearTotal,9] = [Month1,9] + [Month2,9] + [Month3,9] + [Month4,9] + [Month5,9] + [Month6,9] + [Month7,9] + [Month8,9] + [Month9,9] + [Month10,9]

//公式8：
[YearTotal,12] = [Month1,12] + [Month2,12] + [Month3,12] + [Month4,12] + [Month5,12] + [Month6,12] + [Month7,12] + [Month8,12] + [Month9,12] + [Month10,12]

//公式9：
[YearTotal,13] = [Month1,13] + [Month2,13] + [Month3,13] + [Month4,13] + [Month5,13] + [Month6,13] + [Month7,13] + [Month8,13] + [Month9,13] + [Month10,13]

使用區域公式，可以寫成：

{2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 12, 13}[YearTotal,@] = [Month1,@] + [Month2,@] + [Month3,@] + [Month4,@] + [Month5,@] + [Month6,@] + [Month7,@] + [Month8,@] + [Month9,@] + [Month10,@]

由此可見，區域公式為公式的書寫帶來了極大的便利。

支援js語法

在實際場景中，我們經常會碰到一些複雜的公式，如下圖，單元格公式使用了Excel自帶的Max函數，對於這樣的公式，我們可以這樣寫：

[Month1,9] = ([Month1,6] - [Month1,7] - [Month1,8] > 0 ? [Month1,6] - [Month1,7] - [Month1,8] : 0) + [Month1,5]

img

如你所見，公式支援js語法，你可以在公式等號右邊放入一個js變數，甚至js函數，只要是js解析引擎認識的語法，都被支援。

這裡有個需要注意的地方，就是不可以將數組元素放入公式中，因為js的數組元素通常帶有「[ ]」符號，這與公式當中的單元格表示符」[ ]」產生衝突，所以數組元素被禁止使用，請留意這一點。

[y]公式

接下來，帶大家看一看另外一種場景，如圖，存在這樣的關係：

單元格① = 單元格② – 單元格③

你可能很快就寫出了以下公式：

[column3,1] = [column2,1] - [column1,1]
[column3,2] = [column2,2] - [column1,2]

img

這樣寫本身沒有錯，但是我得提醒你，這裡的行是不固定的，也就是說表格有多少行完全取決於當時的資料庫情況，有可能今天只有3行數據，明天會有5行，後天會有50行。我們不可能隨著行數增多而增加公式，所以對於這種行數不確定的表格，我們有一種新的寫法，我將它稱為[y]公式，因為跟普通公式相比，它沒有橫坐標：

[column3] = [column2] - [column1]

只需要一行公式，AutoCalculate便會將公式應用於指定列名下的所有行。

合計列與小數位數

有時候，我們需要求某一列的和，雖然求某一列的和可能不是我們的最終目的，但卻是我們完成計算的必要步驟，如存在以下關係：

單元格③ = 單元格① / 單元格②

單元格②是GroupApprovedTotal列的合計值，我們用<列名>來表示，即：<GroupApprovedTotal>。加上這裡的行不固定，需要用到[y]公式，所以公式應該寫成：

[GroupApprovedTotalPercent] = [GroupApprovedTotal] / <GroupApprovedTotal>

img

我們知道，在除法中，除數是不可以為0的，所以正確的寫法應該是：

[GroupApprovedTotalPercent] = <GroupApprovedTotal> === 0 ? 0 : [GroupApprovedTotal] / <GroupApprovedTotal>

當你將這條公式放你的程式碼，並啟動程式後，聰明的你應該很快發現，你得到的值不夠精確，如上面單元格③顯示的數值是66.91%，如果你的單元格①和單元格②跟上圖的數值相同，你的單元格③很可能是67%，這是為什麼呢？

默認的，AutoCalculate會將計算結果保留2位小數，67%，即0.67，如果想得到66.91%，即0.6691，那就是需要保留4位小數，這時，你需要告訴AutoCalculate，你需要保留4位小數，所以，完整的寫法應該是：

[GroupApprovedTotalPercent]#4 = <GroupApprovedTotal> === 0 ? 0 : [GroupApprovedTotal] / <GroupApprovedTotal>

在公式的等號左邊，被賦值單元格的右邊，加「#」號，緊跟著寫上小數位數，注意，「#」和小數位數之間不能有空格，前後可以有空格。

沒有RowNo的表格

終於到了回答這個問題的時候，我想問問大家，我們是如何在一個平面找到一個點的？答案就是需要這個點的橫坐標和縱坐標，同樣的，在一個表中，如何找到一個單元格？首先我們可以確定縱坐標，因為所有的列名都是已知的，關鍵就在於橫坐標的確定。採用RowNo來定位，大家一定會覺得似曾相識，因為它跟Excel左側的序號很像，但不代表只有數字才能作為橫坐標。只要值具有唯一性，即不重複，就可以作為橫坐標。

舉個例子，假設以下的表格是固定兩行，沒有RowNo，但是可以看出公司編號（BuCode）具有唯一性，那麼BuCode就可以作為參考欄位，BuCode的值就是橫坐標，那麼公式就可以寫成：

[SumDiffMonth1,F1136] = [GroupApprovalMonth1,F1136] - [Month1,F1136]
[SumDiffMonth1,F2056] = [GroupApprovalMonth1,F2056] - [Month1,F2056]

如果有RowNo，用RowNo做參考欄位時這樣寫：

[SumDiffMonth1,2] = [GroupApprovalMonth1,2] - [Month1,2]
[SumDiffMonth1,3] = [GroupApprovalMonth1,3] - [Month1,3]

img

跨數據源計算

何為跨數據源計算？用過Excel公式的朋友應該能看懂下面這個單元格的公式代表的意思。很明顯這個單元格的值是其他Sheet的數據經過運算後的值，跨數據源計算就是專門處理這樣的場景。

img

我們很少甚至不會在前台做跨數據源計算，這裡是想告訴大家如何書寫公式及調用AutoCalculate的方法，以便在「後台用法」這一章節真正使用到它。

首先，為了取得其他數據源單元格的數據，我們需要拓展一下單元格，之前，我們的單元格是這樣的：[y,x]，暫且稱為二元單元格吧，還有這樣的單元格：[y]，成為一元單元格，現在，你會看到這樣的單元格：[外部數據源,y,x]，即三元單元格，三元單元格的出現令到AutoCalculate定位單元格的能力從二維拓展到三維，即不管你有多少表，AutoCalculate都能找到你要的數據。

這是一條使用了三元單元格的公式：

[Month1,4] = [OutputTax,Month1,7]

其中OutputTax是某個數據源的名稱，你可以任意取名，越簡潔越好，否則複雜的公式會被寫得很長，難以閱讀。

下面這條公式會從兩個數據源OutputTax和TaxRate取值：

[Month1,5] = [OutputTax,Month1,10] * (1 + [TaxRate,Month1,1] / 100)

我相信通過閱讀前面章節的內容，你已經能夠看懂下面公式的意思，其中前三行公式使用了外部數據源，並結合了區域公式的寫法。

img

是時候調用我們的計算方法了，為了演示效果，我添加了一個按鈕，並將方法寫在按鈕事件中

img

看看我們做了什麼：

① 取得某個外部數據源outputTaxDatas

② 取得當前表格的數據源payableTaxDatas

③ 從資料庫獲取另一個外部數據源taxRateDatas

④ 這裡是重點，先來看看AutoCalculate 的構造函數，這裡有兩個參數：

img

formulas：公式，一個數組

options：可選參數，一個object對象

options有個屬性externalDatas，表示外部數據源，是一個數組，因為數據可能有多個，每個數組元素都是一個對象，有3個屬性：

name：外部數據源名稱，這裡取什麼名稱，對應公式中的外部數據源名稱

refField：參考欄位

datas：數據源

實例化AutoCalculate後，這裡調用了一個新的方法calculate，它有2個參數：

img

gridDatas：需要重新計算的表格數據，是一個數組

refField：參考欄位

AutoCalculate之所有支援所有的js表格控制項以及能被後台調用，就是藉助於這個方法，因為不論是哪種js表格控制項，都能夠提取出表格數據（純數據），數據通常是數組形式，只要將這個數組傳進來就可以了。

⑤ 調用calculate後，payableTaxDatas的值已經是運算過的最新值，現在將它綁定到當前的表格即可。

運行程式後的介面：

img

點擊獲取數據後：

img

後台用法

後台調用AutoCalculate，我們需要用到V8引擎，還有一點很重要，後台調用AutoCalculate也需要用到公式，我們之前的做法是將所有公式放在Extjs的Controller文件中，如下圖：

img

為了方便後台調用，我們將公式提取出來作為一個單獨的文件

img

項目中對AutoCalculate後台調用進行了封裝，使用非常簡單。

img

調用方法如圖：

img

還是分步解析：

① 保存當前表格的數據

② 獲取公式所在js文件的目錄

③ 獲取兩個外部數據源

④ 調用封裝後的後台方法，使用了第②步和第③步獲取的數據，其中FormulaExpression是公式表達式，即通過這個表達是來找到你提供的js文件中的公式

⑤ 上一步返回的newDatas已經是經過運算的最新數據，現在將這些數據保存到資料庫

注意事項

書寫公式時有兩點需要注意：

  1. 單元格中不允許出現空格

    //正確寫法：
[Month12,1] = [Month11,1] * 10

//錯誤寫法：
[Month12,1 ] = [ Month11, 1] * 10

  2. 小數位數標記與小數位數之前不能有空格

    //正確寫法：
[Month12,1] #3 = [Month11,1] * 10

//錯誤寫法：
[Month12,1] # 3 = [Month11,1] * 10
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