为脚本语言平反-JavaScript篇(2)
2009-09-08 16:55 乱世文章 阅读(193) 评论(0) 编辑 收藏 举报http://blog.csdn.net/aimingoo/archive/2009/09/08/4532394.aspx
(书接上回,开讲!)
一、QoBean的元编程框架
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现在开讲“DSL in JavaScript,with QoBean’s meta programming framework”。先说说QoBean的元编程框架。这是一个仅仅100来行的小小框架,里面有几个关键函数是我们在讲DSL时要用到的:
- Weave(where, code):表示对于一个函数f,在指定where的位置,替换成代码code。如果where是正则表达式,则code中可以使用获取匹配;如果where是字符串,则表明将第一个查找到的该字符串替换成code。
- Block(func, tag):对函数func(或直接是它的代码文本)进行结构分析。tag标志为['body', 'param', 'name']之一时,返回该函数源代码相应位置的一个字符串;tag标志为’scope’时,返回一个字符串str,用eval(str)可以在当前位置生成一个新的、具有该代码上下文位置上的闭包的函数;tag标志为’anonymous’时,直接返回一个函数,但该函数是全局函数。对于tag是['scope','anonymous']之一的情况,所得到的新函数是传入参数func的一个完全相同的副本,只是新函数所在的闭包位置不同。
- Unique(obj):生成obj对象的一个唯一化的实例。新实例obj2具有原obj对象的全部属性,但修改新对象obj2的成员时,不会影响到原obj对象。这个过程,与Block(func, tag)调用时,tag为['scope','anonymous']之一的情况有类似之处:都是生成一个新的复制,不同的是Block针对函数,Unique针对对象。
- Scope(obj, func):使函数func(或直接是它的代码文本)执行在obj的对象闭包中。当func执行在obj的闭包中之后,func所访问到的变量名,即是obj的属性;func访问到的函数名,即是obj的方法。
- Owner(obj, func):使函数func(或直接是它的代码文本)执行在以obj为this对象的环境中。在JS中,当一个函数执行时,this关键字要么指向全局的window对象(func是普通函数);要么指向方法所属的对象实例(func是对象方法)。Owner()函数用于改变这种关系,使得函数func在执行时,this关键字总是指向obj。——一般来说,这个功能在其它的JS框架中被实现为Function.prototype.bind()。
QoBean的元编程系统中还有一些其它的函数,但对于我们讲DSL不关键,所以先不讨论。除了上述讨论的函数之外,我们在DSL部分不会用到其它的任何函数,也不会用到某种JavaScript引擎的独特功能——甚至不会用到arguments.caller。所以,我们在这里实现的DSL,可以跑在ECMS Script标准中的任何一个JavaScript引擎之中。
最后综述一下上面的五个函数。他们其实对于Meta Programming有着特殊的含义。
- Block(),其实是一个简单的Parser。他能够快速分析一个代码文本块,以使重新组织它。相当于我们在书写代码时的重构、改写。
- Unique()与Scope()是功能近似的函数,只是一个作用于函数,一个作用于对象。作用是得到一个复制,相当于我们书写代码时的ctrl + C操作。
- Scope()与Owner()也是功能近似的函数,前者用于改变代码的上下文,相当于书写代码时移动一段代码(例如把局部函数变成全局公共的),有点类似于ctrl+V操作;后者用于改变代码(作为对象方法时)的属主,相当于*类中的方法,或重构,或范型等等。
我们注意到,上面几个函数,事实上模拟了我们书写代码时的很多行为。在前面讲到过的文章中,我说到过“那么QoBean如何定义‘元语言’呢?QoBean对此有两项解释”:
– 元语言定义程序(program)的*础元素:算法与数据结构
– 元语言说明编程(programming)的*本方法:代码的组织形式
这里的五个函数,就是第二项解释中的“编程(书写程序)的*本方法”的抽象、实现。
二、DSL的*本设计
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现在我们来考虑一个“通用DSL”应该是什么样子,也就是如何设计它的问题。首先,它是一种语言——这很废话对吧?哈哈。其实不是,这是一个语言,表明它应该有语法、语义、语用的问题。语法就意味着需要一个解析器(parser);语义就意味着对于语言中的关键字要有功能实现,即要有执行器(evaluator);语用,就意味着说相同的话——相同的代码文本,在不同的环境下效果未必一致,所以也就意味着要有环境(environment)设定,亦即是“上下文相关文法”或“上下文无关文法”的问题。
这三个方面的问题有点令人挠头,但用个类比,就挺简单的。例如说“吃饭了吗”这句话,首先就包括汉语语法的问题,例如省略主语、疑问句和主谓结构等等。所以,我们可以改变一种新语法来陈述它,例如“饭,吃了吗”,或“吃了吗,饭”。这些,只是语法上的变化。说话的、写程序的人,先约定一种规则,然后按这个规则来理解它,就行了。
那么语用呢?或者说所谓的“上下文相关/无关”是什么意思呢?同样的,上面这句话,如果是早晨我跟你碰面在公司楼下,我问这句话的意义,跟说“Hello”,或者“今天天气不错”其实差不多,只是个问候语。但如果是***同学在汶川问某个老乡,那可就真是问“有饭吃没”。话是一样的话,语法是一样的语法,放在不同的环境中,语义上是有差别的。这个,就是语用学讨论的问题。我们用的计算机很笨,没有人那么复杂的思维能力,所以一般来说,要求我们设计的语言是“上下文无关的”,以便于将来开发出来一个机器人,你问“吃饭没”,他真的能回答你“电能充足”,而不是做泪流满面状。
所以,回到DSL的设计上来。所谓一个语言,也就是“通过某种规则来解析(parser)一段文本,将它执行(evaluator)在某个上下文环境(environment)”中。这个体系中,有一个东西是不变的,也就parser/evaluator/environment的关系。所以,一个新的dsl语言的产生过程,可以描述成这样的一个模式:
而这个语言执行——或说是讲述、表达、运行、生效——起来,则可以描述成下面这样一个模式:
至于这个语言的规则部分,是parser负责的;表述效果部分,是evaluator负责的。而要让JavaScript DSL对这个新的dsl起来“维护”作用的,应该是对语境的(语用的)设定——简单的说,我们要帮助新的语言管理上下文环境,其它的则由“创建语言”的人来做。
三、DSL的*本实现
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由于在
中,dsl最终是需要有调用能力的(表达成”dls(…)”的形式。所以
- DSL函数应该返回一个函数,并且它被执行在environment环境中;
- 考虑到dsl应该与JavaScript的环境无关,它的this对象应该指向environment而非window。
而上述两件事情,在QoBean meta programming中用两个函数来实现,即:
OK. 这个结构*本就完成了。但是还有个问题,就是上面Scope()调用中的“…”,他表明我们要在environment中执行代码的内容和方法。如何执行呢?简单的说,就是“先分析输入的代码,然后调用执行器执行它”。要实现这两个步骤,我们可以:
- 把它连在一起,
- 放在environment中去run一下。
就好了。这个“连在一起”的事情,就是Weave()函数能做的。所以完整的DSL()函数的代码是下面这样:
其中的Weave()调用表明:
- 将parser()函数的body部分,放到evaluator()函数的开始部分之前执行;
- 将上述的结果(代码文本),放在environment的scope闭包中执行。
OK。我们的“通用DSL语言生成器”就做完了。它只有两行代码。
四、示例
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这样的一个示例其实很简单。比如说我们想要有一种语言,它具有如下的性质:
- 可以调用一些函数;
- 可以访问一些预定义的值;
- (为了方便),我们假定它跟JavaScript的*本语法是一样的。
我们简单的用DSL来实现一下它,以便对这个QoBean’s DSL framework有个概要认识。它还相当不完善,下一段落里,我们再来补全这个DSL系统。
实现上面的这个小小的语言的方案是:
OK。结果出来了,显示97、194两个值。对于dsl()后面执行的代码来说,环境environment为他们准备了min/max/show/calc这四个标识符;myeval()提供了执行能力;myparser()则用于将dsl()调用传入的函数中的代码块取出来——之所以传入一个函数,是这样一来,就可以省了一个“语法分析器”(能当函数传入,当然是能通过JavaScript的语法分析过程的)。
先到这里,吃饭去也。下午来继续扩充这个过程,然后我们就知道一个完整的……相当完整的DSL()实现……其实也并不复杂了。
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