Flutter高性能数学表达式计算插件flutter_exprtk的使用

Flutter高性能数学表达式计算插件flutter_exprtk的使用

flutter_exprtk 是一个用于解析数学表达式的 Flutter 插件。它基于 exprtk 库，并通过 FFI（Foreign Function Interface）进行封装。

限制

• 只支持双精度浮点数运算，不支持向量等复杂数据类型。
• 目前支持 Android、MacOS、iOS、Web 和 Windows 平台。

安装

在 pubspec.yaml 文件中添加以下依赖：

dependencies:
  flutter:
    sdk: flutter

  flutter_exprtk: ^0.0.9

然后导入库：

import 'package:flutter_exprtk/flutter_exprtk.dart';

Web平台

在 Web 平台上，该插件通过 WASM 模块支持，这会增加大约 1.2MB 的应用体积。

入门示例

简单示例

创建一个新的表达式并获取其值：

void main() {
  runApp(MyApp());
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      home: Scaffold(
        appBar: AppBar(
          title: const Text('Expression plugin example'),
        ),
        body: Center(
          child: ExampleWidget(),
        ),
      ),
    );
  }
}

class ExampleWidget extends StatefulWidget {
  @override
  _ExampleWidgetState createState() => _ExampleWidgetState();
}

class _ExampleWidgetState extends State<ExampleWidget> {
  double result = 0;

  void calculate() {
    // 创建一个新的表达式
    final exp = Expression(
      expression: "a / b", // 表达式
      variables: { "a": 4, "b": 2 }, // 变量
      constants: {} // 常量可以省略
    );

    // 获取表达式的值
    setState(() {
      result = exp.value;
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Column(
      mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
      children: [
        Text('Result: $result'),
        ElevatedButton(
          onPressed: calculate,
          child: Text('Calculate'),
        ),
      ],
    );
  }
}

更复杂的示例

创建一个更复杂的表达式并计算结果：

void main() {
  runApp(MyApp());
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      home: Scaffold(
        appBar: AppBar(
          title: const Text('Expression plugin example'),
        ),
        body: Center(
          child: ExampleWidget(),
        ),
      ),
    );
  }
}

class ExampleWidget extends StatefulWidget {
  @override
  _ExampleWidgetState createState() => _ExampleWidgetState();
}

class _ExampleWidgetState extends State<ExampleWidget> {
  List<double> results = [];

  void calculate() async {
    // 创建一个新的表达式
    final exp2 = Expression(
      expression: "clamp(-1.0,sin(2 * pi * x) + cos(x / 2 * pi),+1.0)",
      variables: { "x": 0 }
    );

    // 计算表达式的值
    for (double x = -5; x <= 5; x += 0.001) {
      exp2["x"] = x;
      results.add(exp2.value);
    }
    exp2.clear();

    setState(() {});
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Column(
      mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
      children: [
        ElevatedButton(
          onPressed: calculate,
          child: Text('Calculate'),
        ),
        Expanded(
          child: ListView.builder(
            itemCount: results.length,
            itemBuilder: (context, index) {
              return ListTile(
                title: Text('Result at ${index * 0.001}: ${results[index]}'),
              );
            },
          ),
        ),
      ],
    );
  }
}

处理错误

当表达式无效时，new Expression() 将抛出 InvalidExpressionException 异常。如果表达式已经被清除，将抛出 ClearedExpressionException 异常。尝试设置未初始化的变量时，将抛出 UninitializedVariableException 异常：

try {
  final exp = Expression(
    expression: "///////", // 将导致 InvalidExpressionException
    variables: {}
  );

  final exp = Expression(
    expression: "a + b",
    variables: { "c": 0 } // 将导致 UninitializedVariableException
  );
  exp["d"] = 0; // 也将导致 UninitializedVariableException

} on InvalidExpressionException {
  // ...处理异常
} on UninitializedVariableException {
  // ...处理异常
} on ClearedExpressionException {
  // ...处理异常
}