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多语言开发

最近看Thoughworks的《软件开发沉思录》,《卓有成效的程序员》,还有一本老书:O’Reilly的《超越Java》。

这几本书都提出一个观点:Java已经老矣,是时候该用多语言来编程了,试试ruby, haskell这些语言吧。

实现DSL的几个例子

所谓DSL就是能描述语言的语言,一般某些领域都有自己的专有术语,用这些术语来交流比一般的通用的语言更流畅,比如象棋的“平五进八”,这种走棋的表达比自然语言更快,DSL就是把这种领域的语言翻译成“自然语言”的模型。一般有内部和外部之分,内部指领域语言嵌入在自然语言中用自然语言表达,相当于从“古文”中进化出“普通话”的过程;外部则指全新的语言,比如Java, C等,是一个全新的描述模型,创造起来比内部要复杂。举几个例子容易明白,下面几个是内部的DSL。

  • 使用连贯接口
  • 这是”The productive Programmer”中的例子,要描述的领域是“食谱”。比如“recipe.add 200.grams.of Flour”。

    class Numeric
      def gram
       self
      end
    
      alias_method :grams, :gram
    end

    Ruby可以打开一个存在的类向其中添加方法,所以可以写出200.grams这种有点恶心的句子,而且ruby中方法可以不加括号(),光这点用Java实现就够呛。不过用method chain会使用很多点点点,有点像人没有进化完全而留下点阑尾…

    这种open class的做法在其他语言中也可以遇到。Javascript中是直接修改类的prototype,Objective-C中也可以,比如扩展NSString使其可以转化为Json格式。但是Open class也有问题,因为Open class直接修改了原来的类,这会蔓延到整个类型系统,违反了模块化和封装的原则,所以这个修改最后只在某个范围内有效。

  • 下面这个例子来自”Programming Scala Tackle Multi-Core Complexity on the Java Virtual Machine”,要描述的领域为“时间”,比如“2 days ago”。
  • object App
    {
      def main(args : Array[String]) : Unit =
      {
        implicit def convertInt2DateHelper(number: Int) = new DateHelper(number)
    	val ago = "ago"
    	val from_now = "from_now"
    	val past = 2 days ago
    	val appointment = 5 days from_now
    	println(past)
    	println(appointment)
      }
    
    	import java.util._
    	class DateHelper(number: Int) {
    		def days(when: String) : Date = {
    			var date = Calendar.getInstance()
    			when match {
    				case "ago" => date.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, -number)
    				case "from_now" => date.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, number)
    				case _ => date
    			}
    			date.getTime()
    		}
      	}
    }

    这里面当Scala遇到Int类型的2时,会自动的选择implicit的方法把这个整数转换为DateHelper类,不清楚这是语言的功能还是VM的特征,这里并没有扩展Int类型:加上days的方法。Scala有个Traits的功能,倒是可以扩展类,暂时不大清楚。

  • 计算器
  • 这里有讲到:面向 Java 开发人员的 Scala 指南: 构建计算器,第 1 部分 解决如何计算如((5 * 10) + 7)这样的表达式。这倒是一个DSL的好例子,不过文章最后把核心问题交给了Becker-Naur Form(BNF),这就有点走向外部DSL的,这么简单的表达式也很难搞,看来内部DSL不能描述复杂的语法结构,高级一点的又得求助于语法解析器。

    我对CPS的理解

    最近学习Haskell,我看的是Yet Another Haskell Tutorial,看到CPS,发现这本书写的很难懂,不知所云。后来看了wikibooks上面的文章,明白了一些。这里是一个总结,也还不错。

    CPS到底是个啥?拿例子看比较容易。比较如下代码:
    add (square x) (square y)
    和CAS style的:
    pythagoras'cps x y k =
    square'cps x $ \x'squared ->
    square'cps y $ \y'squared ->
    add'cps x'squared y'squared $ \sum'of'squares ->
    k sum'of'squares

    CPS有点像倒置过来的写法,而前者则是普通的堆栈的写法。那这样CPS有什么有优点呢?

    在Java中类似的写法有stringBuffer.append(“A”).append(“B”).append(“C”),IO API中好像也有类似的方法。(在《The Productive Programmer》里面管这个叫做连贯接口 fluent interface…)

    感觉有点类似管道(pipe),前面的square把结果(这里就是k)传到下一个function,这样一个个串联起来,而k起了连接的作 用。而像add( square(x), square(y))这种方式每个func相当独立(primitive),最后有一个组合(mash-up)的过程。

    而这种方式才让“从某个点停止,然后继续执行”成为可能,因为这样没有堆栈。add( square(x), square(y))这种方式会生成临时变量,会有running context。而pipe某个节点的状态就是pipe的全部,是继续“流”下去所需的所有内容,这个function是可以“重入”的。这里“流”下去就是“延续”的意思。

    这种状态保存其实很多地方都有,比如http session,比如进程上下文(进程也可以sleep后再重新载入,或者恢复),但是CPS则粒度更细,可以在代码级上的重新载入,“重入”精确到某行代码。而Spring web flow这种流程级的则是精确到了flow中的某个节点,比较代码级的天书一样的代码,流程级的引入进来还是比较好的一个折中。当然这样的话,跟CPS就关系不大了。

    我很早前读过跨越边界: 延续、Web 开发和 Java 编程,当时不甚理解,现在拿Haskell做例子,才明白原来这里面实现起来还是很绕的。