最近评论
正在载入评论列表...
领域语言
语言的界限就是一个人的世界的界限。
——维特根斯坦
计算机语言会影响你思考问题的方式，以及你看待交流的方式。每种语言都含有一系列特性——比如静态类型与动态类型、早期绑定与迟后绑定、继承模型（单、多或无）这样的时髦话语——所有这些特性都在提示或遮蔽特定的解决方案。头脑里想着Lisp设计的解决方案将会产生与基于C风格的思考方式而设计的解决方案不同的结果，反之亦然。与此相反——我们认为这更重要——问题领域的语言也可能会提示出编程方案。
我们总是设法使用应用领域的语汇来编写代码（参见210页的需求之坑，我们在那里提出要使用项目词汇表）。在某些情况下，我们可以更进一层，采用领域的语汇、语法、语义——语言——实际进行编程。
当你听取某个提议中的系统的用户说明情况时，他们也许能确切地告诉你，系统应怎样工作：
在一组X.25线路上侦听由ABC规程12.3定义的交易，把它们转译成XYZ公司的43B格式，在卫星上行链路上重新传输，并存储起来，供将来分析使用。
如果用户有一些这样的做了良好限定的陈述，你可以发明一种为应用领域进行了适当剪裁的小型语言，确切地表达他们的需要：
From X25LINE1 (Format=ABC123) {
Put TELSTAR1 (Format=XYZ43B);
Store DB;
}
该语言无须是可执行的。一开始，它可以只是用于捕捉用户需求的一种方式——一种规范。但是，你可能想要更进一步，实际实现该语言。你的规范变成了可执行代码。
在你编写完应用之后，用户给了你一项新需求：不应存储余额为负的交易，而应以原来的格式在X.25线路上发送回去：
From X25LINE1 (Format=ABC123) {
if (ABC123.balance < 0) {
Put X25LINE1 (Format=ABC123);
}
else {
Put TELSTAR1 (Format=XYZ43B);
Store DB;
}
}
很容易，不是吗？有了适当的支持，你可以用大大接近应用领域的方式进行编程。我们并不是在建议让你的最终用户用这些语言实际编程。相反，你给了自己一个工具，能够让你更靠近他们的领域工作。
|
提示17 |
|
|
Program Close to the Problem domain |
|
无论是用于配置和控制应用程序的简单语言，还是用于指定规则或过程的更为复杂的语言，我们认为，你都应该考虑让你的项目更靠近问题领域。通过在更高的抽象层面上编码，你获得了专心解决领域问题的自由，并且可以忽略琐碎的实现细节。
记住，应用有许多用户。有最终用户，他们了解商业规则和所需输出；也有次级用户：操作人员、配置与测试管理人员、支持与维护程序员，还有将来的开发者。他们都有各自的问题领域，而你可以为他们所有人生成小型环境和语言。
|
具体领域的错误 如果你是在问题领域中编写程序，你也可以通过用户可以理解的术语进行具体领域的验证，或是报告问题。以上一页我们的交换应用为例，假定用户拼错了格式名： From X25LINE1 (Format=AB123) 如果这发生在某种标准的、通用的编程语言中，你可能会收到一条标准的、通用的错误消息： Syntax error: undeclared identifier 但使用小型语言，你却能够使用该领域的语汇发出错误消息： "AB123" is not a format. known formats are ABC123, XYZ43B, PDQB, and 42. |
实现小型语言
在最简单的情况下，小型语言可以采用面向行的、易于解析的格式。在实践中，与其他任何格式相比，我们很可能会更多地使用这样的格式。只要使用switch语句、或是使用像Perl这样的脚本语言中的正则表达式，就能够对其进行解析。281页上练习5的解答给出了一种用C编写的简单实现。
你还可以用更为正式的语法，实现更为复杂的语言。这里的诀窍是首先使用像BNF这样的表示法定义语法。一旦规定了文法，要将其转换为解析器生成器（parser generator）的输入语法通常就非常简单了。C和C++程序员多年来一直在使用yacc（或其可自由获取的实现，bison[URL 27]）。在Lex and Yacc[LMB92]一书中详细地讲述了这些程序。Java程序员可以选用javaCC，可在[URL 26]处获取该程序。282页上练习7的解答给出了一个用bison编写的解析器。如其所示，一旦你了解了语法，编写简单的小型语言实在没有多少工作要做。
要实现小型语言还有另一种途径：扩展已有的语言。例如，你可以把应用级功能与Python[URL 9]集成在一起，编写像这样的代码：
record = X25LINE1.get(format=ABC123)
if (record.balance < 0):
X25LINE1.put(record, format=ABC123)
else:
TELSTAR1.put(record, format=XYZ43B)
DB.store(record)
数据语言与命令语言
可以通过两种不同的方式使用你实现的语言。
数据语言产生某种形式的数据结构给应用使用。这些语言常用于表示配置信息。
例如，sendmail程序在世界各地被用于在Internet上转发电子邮件。它具有许多杰出的特性和优点，由一个上千行的配置文件控制，用sendmail自己的配置语言编写：
Mlocal, P=/usr/bin/procmail,
F=lsDFMAw5 :/|@qSPfhn9,
S=10/30, R=20/40,
T=DNS/RFC822/X-Unix,
A=procmail -Y -a $h -d $u
显然，可读性不是sendmail的强项。
多年以来，Microsoft一直在使用一种可以描述菜单、widget（窗口小部件）、对话框及其他Windows资源的数据语言。下一页上的图2.2摘录了一段典型的资源文件。这比sendmail的配置文件要易读得多，但其使用方式却完全一样——我们编译它，以生成数据结构。
命令语言更进了一步。在这种情况下，语言被实际执行，所以可以包含语句、控制结构、以及类似的东西（比如58页上的脚本）。
|
图2.2 Windows .rc文件 |
你也可以使用自己的命令语言来使程序易于维护。例如，也许用户要求你把来自某个遗留应用的信息集成进你的新GUI开发中。要完成这一任务，常用的方法是“刮屏”（screen scraping）：你的应用连接到主机应用，就好像它是正常的使用人员；发出键击，并“阅读”取回的响应。你可以使用一种小型语言来把这样的交互编写成脚本：
locate prompt "SSN:"
type "%s" social_security_number
type enter
waitfor keyboardunlock
if text_at(10,14) is "INVALID SSN" return bad_ssn
if text_at(10,14) is "DUPLICATE SSN" return dup_ssn
# etc...
当应用确定是时候输入社会保障号时，它调用解释器执行这个脚本，后者随即对事务进行控制。如果解释器是嵌入在应用中的，两者甚至可以直接共享数据（例如，通过回调机制）。
这里你是在维护程序员（maintenace programmer）的领域中编程。当主机应用发生变化、字段移往别处时，程序员只需更新你的高级描述，而不用钻入C代码的各种细节中。
独立语言与嵌入式语言
要发挥作用，小型语言无须由应用直接使用。许多时候，我们可以使用规范语言创建各种由程序自身编译、读入或用于其他用途的制品（包括元数据。参见元程序设计，144页）。
例如，在100页我们将描述一个系统，在其中我们使用Perl、根据原始的schema规范生成大量衍生物。我们发明了一种用于表示数据库schema的通用语言，然后生成我们所需的所有形式——SQL、C、网页、XML，等等。应用不直接使用规范，但它依赖于根据规范产生的输出。
把高级命令语言直接嵌入你的应用是一种常见做法，这样，它们就会在你的代码运行时执行。这显然是一种强大的能力；通过改变应用读取的脚本，你可以改变应用的行为，却完全不用编译。这可以显著地简化动态的应用领域中的维护工作。
易于开发还是易于维护
我们已经看到若干不同的文法，范围从简单的面向行的格式到更为复杂的、看起来像真正的语言的文法。既然实现更为复杂的文法需要额外的努力，你又为何要这样做呢？
权衡要素是可扩展性与维护。尽管解析“真正的”语言所需的代码可能更难编写，但它却容易被人理解得多，并且将来用新特性和新功能进行扩展也要容易得多。太简单的语言也许容易解析，但却可能晦涩难懂——很像是60页上的sendmail例子。
考虑到大多数应用都会超过预期的使用期限，你可能最好咬紧牙关，先就采用更复杂、可读性更好的语言。最初的努力将在降低支持与维护费用方面得到许多倍的回报。
相关内容：
l 元程序设计，144页
挑战
l 你目前的项目的某些需求是否能以具体领域的语言表示？是否有可能编写编译器或转译器，生成大多数所需代码？
l 如果你决定采用小型语言作为更接近问题领域的编程方式，你就是接受了，实现它们需要一些努力。你能否找到一些途径，通过它们把你为某个项目开发的框架复用于其他项目？
练习
5. 我们想实现一种小型语言，用于控制一种简单的绘图包（或许是一种“海龟图形”（turtle-graphics）系统）。这种语言由单字母命令组成。有些命令后跟单个数字。例如，下面的输入将会绘制出一个矩形：
P 2 # select pen 2
D # pen down
W 2 # draw west 2cm
N 1 # then north 1
E 2 # then east 2
S 1 # then back south
U # pen up
请实现解析这种语言的代码。它应该被设计成能简单地增加新命令。（解答在281页）
6. 设计一种解析时间规范的BNF文法。应能接受下面的所有例子：（解答在282页）
4pm, 7:38pm, 23:42, 3:16, 3:16am
7. 用yacc、bison或类似的解析器生成器为练习6中的BNF文法实现解析器。（解答在282页）
8. 用Perl实现时间解析器（提示：正则表达式可带来好的解析器）。（解答在283页）
