揭秘Excel表格计算链：图计算与按需计算的原理与应用
揭秘Excel表格计算链：图计算与按需计算的原理与应用
在Excel表格中，公式引擎的计算链是如何实现的？本文将从图计算、按需计算和脏值处理等多个维度，深入解析Excel表格中复杂计算的底层逻辑。
背景
在实际业务场景中，公式计算往往不是单一公式的独立运算，而是需要将一个大的运算分解成前后依赖的小运算。单元格之间的计算会出现相互依赖，计算顺序成为关键问题。为了解决这一问题，计算链应运而生，用于管理公式之间的依赖和先后顺序，处理电子表单中的复杂依赖关系。
计算链
让我们通过两个表格计算问题来理解计算链的概念：
简单情况：当C1赋值为1时，A1的结果为3。但若修改C1的值为10，B1的内容还没有修改，A1依旧是3，然后B1=10+1=11，这里就会发现A1内容计算出错。
复杂情况：
在这个例子中，我们需要从不依赖其他节点的节点内容开始计算。单元格A依赖F、E，D依赖C、B，C、B又分别依赖F、E，唯二不依赖其他节点的内容是E、F。这样就得到了一个稳定正确的计算顺序：F,C,E,A,D,B。
有向无环图和有向有环图的计算
在一张图中，如果从一个节点出发，最后能回到这个节点，我们称之为有向有环图，反之被称作有向无环图。
有向无环图的计算
对于每一个节点存在入度和出度的概念，入度表示多少箭头指向当前节点，出度表示当前节点有多少箭头指出。在对有向无环图进行计算时，利用图中入度作为优先级排序，每次运算入度为0的节点，然后移除。
有向有环图的计算
如果将上图中B-C之间的箭头反向调换，就会形成一个有向有环图。此时需要采用迭代计算的方法，把上一步的计算结果代入这一步的运算中去，经过多步这样的计算，可以得出一个更为接近的结果。
按需计算
按需计算采用calcOnDemand函数，核心工作原理是压栈并计算所需要的节点内容。这种方法只计算需要的内容，但在某些情况下可能不如图计算高效。
图计算VS按需计算
图计算比按需计算更加稳定，而按需计算在不同情况下会有不同的表现。实际使用中可以根据具体的使用场景采用不同的计算策略。
脏值计算
当某个节点的值被修改时，需要根据传播途径，标记所有需要重算的节点。这种方法在实际应用场景下，可以大大减少运算的内容。
拓展思考
- 示例中的图计算，可否改用按需计算？
- 可不可以先计算E的值，再标记并重算C B D A?
- 根据传播途径标记需要重算节点的优势？
解答：
- 该图可以进行按需计算，因为按需计算和图计算都可以对图内容进行正确计算。
- 该图中不可以先算E，然后重标CBDA，因为一旦我们一但先计算E，此时C依旧依赖E的内容，而C又不能先于E计算，这时ABCD节点数值都会变得不可靠，这个计算引用链就会被完全破坏。
- 脏数据的处理中只对传播路径上的节点进行处理，在实际应用场景下，几百个单元格数据处理使，可以大大减少运算的内容。
总结
计算链将一个个单元格计算串联起来，分为普通计算和迭代计算。这里介绍了两种不同的计算方式——图计算和按需计算，在面对不同情况需要选择采用不同的计算策略。计算链在整个计算过程中不像单元格的计算那么明显，但是却比单元格的计算更加复杂。
本文原文来自CSDN