API设计:用流畅接口构造内部DSL
感谢@weidagang (Todd)向宝酷投递本文。
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); }