CN115905304A - 目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法和系统，其中，该方法预先采用函数标注的形式，标注函数的状态情况，在目标数据库中在对表达式进行调用折叠时，根据表达式的抽象语法树结构，确定所述表达式是否为函数调用，若是，则通过函数标注，确定所述函数的状态情况；在所述函数的参数都是常量的情况下，执行函数求值，并用所述求值结果替换所述函数调用，从而在做表达式折叠的时候，如果纯函数的输入参数都是常量，可以直接计算纯函数的值，并替换相应的函数调用，达到折叠函数调用的目的，通过本申请，解决了相关技术中在对表达式进行调用折叠时，无法折叠带有函数调用的表达式，运算开销较大的问题，提高了数据库的计算性能。

Description

目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法和系统

技术领域

本申请涉及数据库技术领域，特别是涉及一种目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法和系统。

背景技术

对于数据库本身包含表达式计算的能力，以及支持函数调用的目标数据库来说(例如，Nebula Graph数据库)，目前广泛使用的表达式常量折叠技术，可以将一个表达式进行预先折叠计算，比如：将表达式`a+2+1`折叠成为`a+3`，这样在后续的查询计算中，每次计算都会减少一次加法运算，极大地提升计算效率。

但是，目前的技术无法折叠带有函数调用的表达式，因为有的函数是有状态的，不是纯函数，每次计算出来的结果可能不一样，比如：`rand(1,100)+1`，这个表达式无法折叠成为一个常量，因为`rand`函数是有状态的，每次函数调用返回的结果不一样，因此无法直接预先计算出结果。因此现有技术中的目标数据库直接避开了对带有函数调用的表达式的折叠。

针对相关技术中，目标数据库在对表达式进行调用折叠时，无法折叠带有函数调用的表达式，运算开销较大的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法和系统，以至少解决相关技术中目标数据库在对表达式进行调用折叠时，无法折叠带有函数调用的表达式，运算开销较大的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法，预先采用函数标注的形式，标注函数的状态情况，所述方法包括：

在对表达式进行调用折叠时，根据所述表达式的抽象语法树结构，确定所述表达式是否为函数调用，若是，则通过函数标注，确定所述函数的状态情况；

在所述函数的参数都是常量的情况下，执行函数求值，并用所述求值结果替换所述函数调用。

在其中一些实施例中，所述确定所述表达式是否为函数调用之后，所述方法还包括：

若否，则确定所述表达式的各个子表达式是否为常量，若存在子表达式为常量的情况，则执行表达式求值，并用所述求值结果替换所述表达式。

在其中一些实施例中，所述确定所述函数的状态情况，过程包括：

通过函数标注，确定所述函数是否为纯函数，在所述函数为纯函数的情况下，确定所述函数的参数是否都是常量。

第二方面，本申请实施例提供了一种目标数据库中基于标注的函数调用折叠系统，所述系统包括：

标注模块，用于采用函数标注的形式，标注函数的状态情况；

确认模块，用于在对表达式进行调用折叠时，根据所述表达式的抽象语法树结构，确定所述表达式是否为函数调用，若是，则通过函数标注，确定所述函数的状态情况；

执行模块，用于在所述函数的参数都是常量的情况下，执行函数求值，并用所述求值结果替换所述函数调用。

在其中一些实施例中，所述确认模块还用于，所述确定所述表达式是否为函数调用之后：若否，则所述确认模块确定所述表达式的各个子表达式是否为常量；

所述执行模块还用于，若存在子表达式为常量的情况，则所述执行模块执行表达式求值，并用所述求值结果替换所述表达式。

在其中一些实施例中，在所述确认模块中，所述确定所述函数的状态情况，过程包括：通过函数标注，确定所述函数是否为纯函数，在所述函数为纯函数的情况下，确定所述函数的参数是否都是常量。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法。

相比于相关技术中在对表达式进行调用折叠时，无法折叠带有函数调用的表达式，运算开销较大的问题，本申请实施例通过预先采用函数标注的形式，标注函数的状态情况，在对表达式进行调用折叠时，根据所述表达式的抽象语法树结构，确定所述表达式是否为函数调用，若是，则通过函数标注，确定所述函数的状态情况；在所述函数的参数都是常量的情况下，执行函数求值，并用所述求值结果替换所述函数调用，从而在做表达式折叠的时候，如果纯函数的输入参数都是常量，那么可以直接计算纯函数的值，并替换相应的函数调用，最终达到折叠函数调用的目的，实现了其中一部分函数的可折叠，解决了相关技术中目标数据库在对表达式进行调用折叠时，无法折叠带有函数调用的表达式，运算开销较大的问题，提高了目标数据库的计算性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法的应用环境示意图；

图2是根据本申请第一实施例的目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法的示意图；

图3是根据本申请第二实施例的表达式的抽象语法树结构的示意图；

图4是根据本申请第三实施例的目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法的示意图；

图5是根据本申请实施例的电子设备的内部结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本申请提供的目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法，可以应用于如图1所示的应用环境中，图1是根据本申请实施例的目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法的应用环境示意图，如图1所示，终端102与服务器104通过网络进行通信。服务器104中安装有目标数据库，在目标数据库中，预先采用函数标注的形式，标注函数的状态情况，在终端102发出查询指令的情况下，该目标数据库对表达式进行调用折叠，根据表达式的抽象语法树结构，确定表达式是否为函数调用，若是，则通过函数标注，确定函数的状态情况；在函数的参数都是常量的情况下，执行函数求值，并用求值结果替换函数调用。其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现，目标数据库包含表达式计算的能力并支持函数调用，例如该目标数据库可以是Nebula Graph数据库等。

本申请提供了一种目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法，图2是根据本申请第一实施例的目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法的示意图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S201，在对表达式进行调用折叠时，根据表达式的抽象语法树结构，确定表达式是否为函数调用，若是，则通过函数标注，确定函数的状态情况；

步骤S202，在函数的参数都是常量的情况下，执行函数求值，并用求值结果替换函数调用。

通过上述步骤S201至S202，相对于相关技术中在对表达式进行调用折叠时，无法折叠带有函数调用的表达式，运算开销较大的问题，本申请实施例通过预先采用函数标注的形式，标注函数的状态情况，在对表达式进行调用折叠时，根据表达式的抽象语法树结构，确定表达式是否为函数调用，若是，则通过函数标注，确定函数的状态情况；在函数的参数都是常量的情况下，执行函数求值，并用求值结果替换函数调用，从而在做表达式折叠的时候，如果纯函数的输入参数都是常量，那么可以直接计算纯函数的值，并替换相应的函数调用，最终达到折叠函数调用的目的，实现了其中一部分函数的可折叠，解决了相关技术中目标数据库在对表达式进行调用折叠时，无法折叠带有函数调用的表达式，运算开销较大的问题，提高了目标数据库的计算性能。

在其中一些实施例中，图3是根据本申请第二实施例的表达式的抽象语法树结构的示意图，如图3所示，表达式`max(3,4)+1`可以拆解成抽象语法树结构。在对表达式进行调用折叠时，首先在`+`这个语法树节点，判断是否是函数调用，结果为否，所以尝试折叠它的子表达式`max`和`1`。`1`已经是常量，所以折叠完成。然后处理`max`表达式，判断它是不是函数调用，结果为是；然后通过标注判断它是不是纯函数，结果为是；然后进一步折叠它的参数，因为参数都是常量所以折叠直接完成；最后计算`max(3,4)`的值，得到4，并用4替换`max`节点，得到表达式`4+1`。处理`+`节点，发现子表达式都是常量，直接计算`4+1`得到5，并用5替换`+`节点，最终得到表达式`5`，整个表达式被折叠成了一个常量。

需要说明的是，纯函数是指对于同样的参数输入，无论调用多少次，输出都是一样的。比如：`max(1,2)`，取1和2中的最大值，无论调用多少次，输出都是2；而对于`rand(1,100)`，取1到100中的随机值，每次调用都可能输出不同的值。常见的纯函数包括：`max`，取最大值函数；`add`，加法函数；`size`，计算元素个数函数，等等。

再例如，表达式`abs(-3)+1`，在对表达式进行调用折叠时，首先在`+`这个语法树节点，判断是否是函数调用，结果为否，所以尝试折叠它的子表达式`abs`和`1`。`1`已经是常量，所以折叠完成。然后处理`abs`表达式，判断它是不是函数调用，结果为是；然后通过标注判断它是不是纯函数，结果为是；然后进一步折叠它的参数，因为参数都是常量所以折叠直接完成；最后计算`abs(-3)`的值，得到3，并用3替换`abs`节点，得到表达式`3+1`。处理`+`节点，发现子表达式都是常量，直接计算`3+1`得到4，并用4替换`+`节点，最终得到表达式`4`，整个表达式被折叠成了一个常量。

在其中一些实施例中，图4是根据本申请第三实施例的目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法的示意图，如图4所示，在对表达式进行调用折叠时，根据表达式的抽象语法树结构，确定表达式是否为函数调用，若是，则通过函数标注，确定函数是否为纯函数，在函数为纯函数的情况下，确定函数的参数是否都是常量，在函数的参数都是常量的情况下，执行函数求值，并用求值结果替换函数调用；在确定表达式是否为函数调用之后，若否，则确定表达式的各个子表达式是否为常量，若存在子表达式为常量的情况，则执行表达式求值，并用求值结果替换表达式。

本发明中采用函数标注的方式标注函数是否有状态，即是否纯函数；通过这样的方式折叠纯函数的函数调用，极大地减少了函数调用的开销。例如，`max(1,2)+max(3,4)`可以直接折叠成`6`，这样在查询数据计算时，每条数据计算都减少了两次函数调用以及一次加法运算的开销。当然，在其他实施例中，也可以不通过标注，通过分析函数抽象语法树的方式判断函数是否是纯函数，但是这样的方法非常复杂，并且难以维护，对于目标数据库中的内置函数，通过标注来判断是否纯函数是最经济效率的。

结合上述实施例中的目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法，本申请实施例可提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序；该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

在一个实施例中，图5是根据本申请实施例的电子设备的内部结构示意图，如图5所示，提供了一种电子设备，该电子设备可以是服务器，其内部结构图可以如图5所示。该电子设备包括通过内部总线连接的处理器、网络接口、内存储器和非易失性存储器，其中，该非易失性存储器存储有操作系统、计算机程序和数据库。处理器用于提供计算和控制能力，网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信，内存储器用于为操作系统和计算机程序的运行提供环境，计算机程序被处理器执行时以实现一种目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法，数据库用于存储数据。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

本领域的技术人员应该明白，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法，其特征在于，所述目标数据库包括表达式计算和函数调用的能力，所述方法应用于所述目标数据库调用表达式的场景，预先采用函数标注的形式，标注各个函数的状态情况；

所述方法包括：

在目标数据库中根据所述表达式的抽象语法树结构，确定所述表达式是否为函数调用，若是，则通过所述函数标注，确定所述函数的状态情况；

基于所述函数的状态情况，在所述函数的参数都是被标注为常量的情况下，执行函数求值，并用所述求值结果替换所述函数调用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述表达式是否为函数调用之后，所述方法还包括：

若否，则确定所述表达式的各个子表达式是否为常量，若存在子表达式为常量的情况，则执行表达式求值，并用所述求值结果替换所述表达式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述函数的状态情况，过程包括：

通过函数标注，确定所述函数是否为纯函数，在所述函数为纯函数的情况下，确定所述函数的参数是否都是常量。

4.一种目标数据库中基于标注的函数调用折叠系统，所述目标数据库包括表达式计算和函数调用的能力，所述系统应用于所述目标数据库调用表达式的场景，其特征在于，所述系统包括：

标注模块，用于采用函数标注的形式，标注各个函数的状态情况；

确认模块，用于在目标数据库中对表达式进行调用折叠时，根据所述表达式的抽象语法树结构，确定所述表达式是否为函数调用，若是，则通过所述函数标注，确定所述函数的状态情况；

执行模块，用于基于所述函数的状态情况，在所述函数的参数都是被标注为常量的情况下，执行函数求值，并用所述求值结果替换所述函数调用。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述确认模块还用于，所述确定所述表达式是否为函数调用之后：若否，则所述确认模块确定所述表达式的各个子表达式是否为常量；

所述执行模块还用于，若存在子表达式为常量的情况，则所述执行模块执行表达式求值，并用所述求值结果替换所述表达式。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，在所述确认模块中，所述确定所述函数的状态情况，过程包括：通过函数标注，确定所述函数是否为纯函数，在所述函数为纯函数的情况下，确定所述函数的参数是否都是常量。

7.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1至3中任一项所述的目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行权利要求1至3中任一项所述的目标数据库中基于标注的函数调用折叠方法。

Images