Velocity自定义函数实战：扩展模板功能的高级技巧

# 1. Velocity模板引擎概述

## 1.1 Velocity简介
Velocity是一个基于Java的模板引擎，它允许任何人使用简单而强大的模板语言来引用各种数据类型。模板语言被用来将Java代码逻辑与显示分离，这使得设计师可以轻松地修改页面布局，同时避免改动背后的业务逻辑。

## 1.2 Velocity的应用场景
Velocity广泛应用于Web开发领域，它能够生成HTML、XML或其他文本格式的文件。它常用于MVC模式中的视图层，将业务逻辑数据与网页模板相结合，生成最终的用户界面。

## 1.3 Velocity的核心优势
Velocity的核心优势在于其性能优越、易于维护和扩展。它支持宏、条件逻辑和循环，这些特性使得它非常适合创建动态内容。同时，它还支持与其他Java组件或框架集成，如Struts、Spring等。

通过本章的学习，读者将对Velocity模板引擎有一个全面的了解，为深入学习Velocity自定义函数奠定基础。接下来的章节将逐步引导读者掌握自定义函数的创建、优化与应用，最终达到高效利用Velocity模板引擎的目标。

# 2. Velocity自定义函数基础

### 2.1 Velocity函数的工作原理

#### 2.1.1 函数在模板中的作用

在Velocity模板引擎中，函数扮演着扩展模板语言能力的角色。它们能够在模板中执行特定的逻辑，以实现各种数据处理或格式化需求。函数可以接收输入参数，并将处理结果返回给模板，从而在渲染输出时动态插入处理后的数据。例如，内置函数`#upper()`可以将字符串转换为大写，这对于文本格式化非常有用。

自定义函数则允许开发者扩展Velocity的功能，实现特定的业务逻辑。这些函数的编写和注册遵循一定的规则，确保它们可以被模板引擎正确识别和调用。自定义函数的加入，使得Velocity模板不仅限于简单的数据显示，更能处理复杂的业务逻辑。

#### 2.1.2 Velocity内置函数介绍

Velocity提供了一系列内置函数，这些函数覆盖了常见的需求，如字符串操作、数据类型转换、日期处理等。例如：

- `#upper()`: 将字符串参数转换为大写。
- `#date()`: 格式化日期或时间。
- `#number()`: 格式化数字。

使用内置函数可以显著提高开发效率，因为它们无需额外编写和注册即可直接在模板中使用。

### 2.2 自定义函数的创建流程

#### 2.2.1 开发环境的搭建

开发Velocity自定义函数，首先需要一个适合Java开发的环境。搭建开发环境通常包括以下步骤：

1. 安装Java开发工具包(JDK)。
2. 配置开发环境变量，包括`JAVA_HOME`和`PATH`。
3. 安装IDE，如IntelliJ IDEA或Eclipse。
4. 创建Maven或Gradle项目，并添加Velocity相关的依赖。

在IDE中配置项目后，就可以开始编写自定义函数了。

#### 2.2.2 自定义函数的编码规则

编写自定义函数需要遵循以下规则：

- 函数必须实现`org.apache.velocity.runtime.parser.node.Node`接口。
- 函数类应该具有默认构造函数。
- 函数类必须是公开的、非抽象的，并且具有一个公开的执行方法`exec()`。

例如，一个简单的自定义函数`HelloFunction`的代码可能如下所示：

public class HelloFunction extends BaseFunction {

    @Override
    public int getParameterTypes() {
        // 返回参数类型，0表示无参数，1表示有一个参数，以此类推。
        return 1;
    }

    @Override
    public String getName() {
        // 返回函数名称
        return "hello";
    }

    @Override
    public Object exec(@SuppressWarnings("rawtypes") List arguments, 
                       org.apache.velocity.context.Context context) {
        // 参数校验和业务逻辑处理
        if (arguments.size() != 1) {
            throw new FunctionException("Invalid number of arguments");
        }
        Object arg0 = arguments.get(0);
        return "Hello " + arg0.toString() + "!";
    }
}

#### 2.2.3 函数的注册与使用

在Velocity模板引擎中注册自定义函数，需要修改配置或代码。一种常见的做法是在Velocity的初始化过程中，通过编程方式注册函数：

VelocityContext context = new VelocityContext();
RuntimeServices runtimeServices = Velocity.getRuntimeServices();
runtimeServices.addFunction(new HelloFunction());

注册后，在Velocity模板中就可以使用该函数了：

$hello("Velocity User")

上述代码会在渲染模板时输出`Hello Velocity User!`。

### 2.3 自定义函数与模板的交互

#### 2.3.1 模板中函数参数的传递

在模板中调用自定义函数时，可以传递任意数量的参数，这些参数可以是字符串、数字、布尔值等。Velocity引擎会将这些参数传递给函数的`exec()`方法。函数可以接收这些参数，并执行相应的逻辑。

例如，一个处理多个字符串参数的函数`concatStringFunction`：

public class ConcatStringFunction extends BaseFunction {

    @Override
    public int getParameterTypes() {
        return 1;
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "concat";
    }

    @Override
    public Object exec(List args, Context context) {
        if (args.size() < 2) {
            throw new FunctionException("Invalid number of arguments");
        }
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for(Object arg : args) {
            sb.append(arg.toString());
        }
        return sb.toString();
    }
}

在模板中调用函数如下：

$concat("Hello", " ", "Velocity")

这将输出`Hello Velocity`。

#### 2.3.2 函数返回值在模板中的应用

函数的返回值可以是任何对象，Velocity会将其转换为字符串并插入到模板中。这使得函数可以返回复杂的数据结构，如对象或列表，然后在模板中进一步处理这些数据。

假设有一个自定义函数`currentTime`返回当前时间：

public class CurrentTimeFunction extends BaseFunction {

    @Override
    public int getParameterTypes() {
        return 0;
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "currentTime";
    }

    @Override
    public Object exec(List args, Context context) {
        return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date());
    }
}

在模板中，你可以这样调用这个函数：

当前时间是: $currentTime()

这将输出类似于`当前时间是: 2023-04-01 12:34:56`的结果。