JavaScript电子表格公式详解

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首先构建公式解析器将字符串转为AST，再通过依赖追踪实现自动更新，接着递归求值并支持内置函数，同时检测循环引用与错误，最后清理旧依赖确保更新准确。

要实现一个JavaScript电子表格中的公式解析与单元格计算引擎，核心在于构建一个能正确解析用户输入的公式（如 =A1+B1*2），并动态计算其值的系统。这个系统需要处理单元格引用、数学运算、函数调用以及依赖关系更新。以下是实现这一功能的关键模块和逻辑。

公式解析：将字符串转换为可执行结构

当用户在单元格中输入以等号开头的内容时，系统应将其识别为公式。解析过程通常包括词法分析（tokenization）和语法分析（parsing）。

例如，输入 =SUM(A1:A3) + B1 需要被拆解为操作符、函数名、单元格范围和引用。可以使用正则表达式或专用解析器（如jison）来生成抽象语法树（AST）。AST 能清晰表示公式的结构，便于后续求值。

简单实现中，可用正则匹配单元格引用（如 /[A-Z]+[0-9]+/g）和函数调用（如 /([A-Z]+)\((.*?)\)/），然后递归处理嵌套结构。

单元格引用与依赖追踪

每个公式都可能依赖其他单元格的值。为了在数据变化时自动更新结果，必须建立依赖图。每当公式被解析后，提取其中所有引用的单元格（如 A1、B2 等），并将当前单元格加入这些源单元格的“监听列表”。

当某个单元格的值发生变化时，通知所有依赖它的单元格重新计算。这种机制称为“脏检查”或“响应式更新”。可以维护一个映射表，如：

这样就能高效触发级联更新，避免全表重算。

表达式求值与内置函数支持

求值阶段遍历 AST，递归计算每个节点的值。对于常量（数字、字符串），直接返回；对于单元格引用，查找对应单元格的当前值；对于操作符（+、-、*、/），执行相应运算；对于函数（如 SUM、AVERAGE），调用预定义的 JavaScript 函数。

常见函数可预先注册在一个函数库中：

• SUM(range)：对范围内的数值求和
• AVERAGE(range)：计算平均值
• IF(condition, a, b)：条件判断

范围解析（如 A1:A3）需转换为实际单元格列表，并逐个取值参与计算。

循环引用检测与错误处理

如果 A1 的公式引用 B1，而 B1 又引用 A1，就会形成循环依赖，导致无限计算。应在解析阶段通过深度优先搜索（DFS）检测依赖图中的环。

一旦发现循环，应中断计算并在单元格显示错误提示，如 #CYCLE!。同时提供调试信息帮助用户定位问题。

其他常见错误包括：#REF!（无效引用）、#NAME?（未知函数）、#VALUE!（类型不匹配），这些都应在求值过程中捕获并反馈。

基本上就这些。一个轻量但完整的公式引擎不需要一开始就支持所有Excel函数，重点是打好解析、依赖管理和求值的基础结构。随着需求扩展，再逐步添加更多函数和优化性能。不复杂但容易忽略的是依赖清理——当公式修改后，旧的依赖关系必须及时移除，否则会导致错误更新。

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