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API设计:用流畅接口构造内部DSL

2011年10月31日 27 条评论 11,567 人阅读    

感谢@weidagang (Todd)向酷壳投递本文。

程序设计语言的抽象机制包含了两个最基本的方面:一是语言关注的基本元素/语义;另一个是从基本元素/语义到复合元素/语义的构造规则。在C、C++、Java、C#、Python等通用语言中,语言的基本元素/语义往往离问题域较远,通过API库的形式进行层层抽象是降低问题难度最常用的方法。比如,在C语言中最常见的方式是提供函数库来封装复杂逻辑,方便外部调用。

不过普通的API设计方法存在一种天然的陷阱,那就是不管怎样封装,大过程虽然比小过程抽象层次更高,但本质上还是过程,受到过程语义的制约。也就是说,通过基本元素/语义构造更高级抽象元素/语义的时候,语言的构造规则很大程度上限制了抽象的维度,我们很难跳出这个维度去,甚至可能根本意识不到这个限制。而SQL、HTML、CSS、make等DSL(领域特定语言)的抽象维度是为特定领域量身定做的,从这些抽象角度看问题往往最为简单,所以DSL在解决其特定领域的问题时比通用程序设计语言更加方便。通常,SQL等非通用语言被称为外部DSL(External DSL);在通用语言中,我们其实也可以在一定程度上突破语言构造规则的抽象维度限制,定义内部DSL(Internal DSL)。

本文将介绍一种被称为流畅接口(Fluent Interface)的内部DSL设计方法。Wikipedia上Fluent Interface的定义是:

A fluent interface (as first coined by Eric Evans and Martin Fowler) is an implementation of an object oriented API that aims to provide for more readable code. A fluent interface is normally implemented by using method chaining to relay the instruction context of a subsequent call (but a fluent interface entails more than just method chaining).

下面将分4个部分来逐步说明流畅接口在构造内部DSL中的典型应用。

1. 基本语义抽象

如果要输出0..4这5个数,我们一般会首先想到类似这样的代码:

//Java
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    system.out.println(i);
}

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对象的消息模型

2011年8月15日 23 条评论 10,687 人阅读    

[ ———— 感谢 Todd 同学 投递本文,原文链接 ———— ]

C++对象模型

话题从下面这段C++程序说起,你认为它可以顺利执行吗?

//C++
class A {
    public:
        void Hello(const std::string& name) {
           std::cout << "hello " << name;
         }
};
int main(int argc, char** argv)
{
    A* pa = NULL; //!!
    pa->Hello("world");
    return 0;
}

试试的确可以顺利运行输出hello world,奇怪吗?其实并不奇怪,根据C++对象模型,类的非虚方法并不会存在于对象内存布局中,实际上编译器是把Hello方法转化成了类似这样的全局函数:

void A_Hello_xxx(A * const this, const std::string& name) {
    std::cout << “hello “ << name;
}

对象指针其实是作为第一个参数被隐式传递的,pa->Hello(“world”)实际上是调用的A_Hello_xxx(pa, “world”),而恰好A_Hello_xxx内部没有使用pa,所以这段代码得以顺利运行。

对象的消息模型

如果是研究C++对象模型,上面的讨论可以到此为止,不过这里我想从另一个层面来继续探讨这个问题。OOP的先驱人物Alan Kay在总结Smalltalk的OO特征时强调:

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StackOverflow的404错误页

2010年6月25日 19 条评论 6,605 人阅读    

不知道大家有没有注意到StakeOverflow的404错误页面?其显示了下面的这个图片:

这个是一个很有意思的图片,不知道你看懂了吗?看上去像Python,又像 Ruby,还像 Perl,当然也有 C的影子,还有Brainfuck。是的,这是一个杂交程序,杂交了Python,Ruby,Perl,C,还有Brainfuck(注意其中的#号),所有的语句都是输出“404”字符串。

关于这种杂交程序,本站以前也发布过《C语言和sh脚本的杂交代码》,大家可以前往一看。这样的有趣的玩法叫“Polyglot”,也就是说,把N种语言写在一个文件中,然后,该文件在任何编译器下都可以运行,上述的那段代码在Python,Ruby,Perl,Brainfuck下都可以正常运行,也可以被C和的编译器编译通过,并被运行。

下面是这个图片的字符码,以供各位试试。

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程序员眼中的编程语言

2009年12月24日 20 条评论 24,646 人阅读    

下图是一个搞笑的图片——程序员眼中的编程语言。

  • 图片的横轴是编程语言。
  • 纵轴是各语言的程序员、粉丝、信徒。
  • 中间的各个小图片则是,粉丝眼中的编程语言的形象。

比如说,

  • 第一行第一列,是Java程序员看Java语言的样子,一幢现代化的大厦。
  • 第一行第二列,是Java程序员看C语言,一个年老过时的骨灰级老头。
  • 当然,C程序员看Java语言也比较搞,见第二行第一列。呵呵。

其它的大家自己看吧。还有另外一个关于操作系统的《粉丝眼中的操作系统

程序员眼中的编程语言

 

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编程语言汽车

2009年11月24日 13 条评论 8,087 人阅读    

Oscar Mayer Wienermobile以前酷壳发布过《操作系统航空公司》戏谑了一下如果操作系统是航空公司会怎么样的一种情况。现在,我们来YY一下编程语言,如果编程语言是汽车,又会怎么样?

  • Ada   这是一辆坦克。一个很厚重但很丑的坦克,从不会崩溃。如果你告诉别人你正在驾驶Ada,别人会狂笑不已。但是,你会开着一辆跑车去打战吗?[from Amit Dubey]
  • 汇编语言   只是一个祼露在外的引擎。你不得不自己去造车,并向其提供汽油,但你在驾车时要小心,因为他会像一只从地狱放出来的蝙蝠一样。其实,对于汇编语言,你自己才是车。[From "Subterfug" off digg.com:]
  • Basic   是一辆很简单的车,对于一些短途的交通比如去一些超市商店,他是很有用的。以前这是一个对初学者很流行的车,然而,近来它蜕变成脚本,而更新的车型被抛光以应对长途旅程,但那也只是新瓶装旧酒。[from Przemyslaw Wrzos]
  • C   是一辆赛车,它的速度是令人难以想象的快,可惜的是它每50公里就会损毁一次。
  • Cobol   号称是一辆车,但是,没有哪个“有自尊的司机”会承认以前驾驶过它。
  • C#   是一个竞争性的家庭旅行车。一旦你开始使用,你就别想再使用别的竞争者的产品了。
  • C++   是一个加大马力的C赛车,其有一堆新增的功能,而且,它只会每250公里损毁一次。可是,一旦它有故障,没人会知道故障发生在哪里。
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    到处都是Unix的胎记

    2009年10月11日 4 条评论 10,143 人阅读    

    一说起Unix编程,不必多说,最著名的系统调用就是fork,pipe,exec,kill或是socket了(fork(2), execve(2), pipe(2), socketpair(2), select(2), kill(2), sigaction(2))这些系统调用都像是Unix编程的胎记或签名一样,表明着它来自于Unix。

    下面这篇文章,将向大家展示Unix下最经典的socket的编程例子——使用fork + socket来创建一个TCP/IP的服务程序。这个编程模式很简单,首先是创建Socket,然后把其绑定在某个IP和Port上上侦听连接,接下来的一般做法是使用一个fork创建一个client服务进程再加上一个死循环用于处理和client的交互。这个模式是Unix下最经典的Socket编程例子。

    下面,让我们看看用C,Ruby,Python,Perl,PHP和Haskell来实现这一例子,你会发现这些例子中的Unix的胎记。如果你想知道这些例子中的技术细节,那么,向你推荐两本经典书——《Unix高级环境编程》和《Unix网络编程》。

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    让Ruby增加30%的性能改进

    2009年5月5日 1 条评论 1,534 人阅读    

    一切都和 --enable-pthread 有关

    问一下 Ruby 黑客怎么简单地增加一个线程的Ruby应用程序的性能。也许,这些黑客会告诉你,“小伙,每个人都知道在编译Ruby的时候你需要使用configure 的 --disable-pthread参数”。没错,在configure --disable-pthread 可以让你得到大约 30% 性能提高。但是,这是为什么呢?

    所有的这一些我们需要使用 strace 工具,这个工具可以打出所有的真实的操作系统的调用。

    下面,是一段我们测试的例程:

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    免费电子书:Ruby Complete

    2009年4月20日 4 条评论 2,161 人阅读    

    这是一本免费的关于教你如何使用Ruby编程的电子书。作者:Huw Collingbourne, SapphireSteel Software 公司的Technology Directory,他也是一个开发 Visual Studio下的Ruby Steel IDE的程序员。这本书给大家提供非常全面的教程,其涵养了几乎所有主要的Ruby编程的东西。

    每一章的代码都可以被下载。如果你是一个 Ruby In Steel 的用户,那么,你可以在一个单一的Visual Studio solution 中载入这些代码,并可以在集成的 Ruby Console 上运行这些代码,并调试之。

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    2009年脚本语言排名

    2009年4月1日 9 条评论 5,440 人阅读    

    EDC(Evan Data Corporation)发布了一份脚本语言的调查报告,这个调查报告调查了500个以上的开发者和IT专家,在这份调查表中,PHP, Ruby和Python成为了前三强。这个调查总共调查了这些脚本语言:Actionscript, Flex, Javascript, Microsoft F#, Microsoft Powershell, Perl, PHP, Python, Ruby, VB Script。主要评估以下这些方面:

  • 易用性。Ease of Use overall
  • 异常处理。Exception handling
  • 扩展性。Extensibility
  • 可维护性和易读性。Maintainability / Readability
  • 跨平台。Cross-platform portability
  • 社区。Community
  • 实用性。Availability of tools
  • 质量。Quality of tools
  • 性能。Performance
  • 内存管理。Memory management
  • 客户端脚本。Client side scripting
  • 安全性。Security
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