论面向组合子程序设计方法 之九 南无阿弥陀佛

其实,前面我还忘了提一个非常重要的基本组合子:singleton。 这里补充提一下: java代码:

class SingletonComponent implements Component{ 
  private final Component c; 
  private Object val; 
  public Class getType(){ 
    return c.getType(); 
  } 
  public synchronized Object create(Dependency dep){ 
    if(val!=null) return val; 
    val = c.create(dep); 
    return val; 
  } 
  public synchronized Class verify(Dependency dep){ 
    if(val!=null) return val.getClass(); 
    else return c.verify(dep); 
  } 
}

代码没什么可说的,就是最简单的singleton模式。

用这个组合子,我们可以对任意的Component做singleton。

下面接着说monad。

有了bind,很多的功能都可以自然推演出来了。

比如我们前面用来刁难pico的那个例子,甚至,为了更强调复杂性,我们可以给B和A再另外增加一些参数,这些参数要求从容器解析(毕竟,我们之所以需要容器,就是为了自动解析一些依赖关系,要是全部依赖关系都hard-code,意义就不大了): java代码:

void A createA(){ 
  B b = new B(...); 
  return new A(b,b, ...); 
}

用bind,我们的思路可以是这样: 1。用B的构造函数生成一个Component。 2。这个Component生成一个对象, 3。这个产生的对象被传递给一个对应A的Component当作参数。这一步可以用bind来搞定。

java代码:

Component b_component = Components.ctor(B.class); 
return new BoundComponent(b_component, new Binder(){ 
  public Component bind(Object b){ 
    final Component arg = Components.value(b); 
    return new WithArgument( 
      new WithArgument(a, 0, arg), 
    1, arg); 
  } 
}); 

Components.value(Object)是我们写的一个对ValueComponent的封装静态函数。 为了避免总写冗长的new SomeComponent(…),我们把一些常用的基本Component都写成名字较短的静态函数,放在Components类里面。

这样,我们可以写Components.value(obj),而不是new ValueComponent(obj)。 要是觉得敲键盘还是麻烦,你甚至可以创建一个Components对象cc。然后到处用这个对象: cc.value(obj)。舒服些了吧?

从上面的例子,我们可以看到,那个直接创建对象的createA函数中的两个步骤,在我们高阶的Component中也被分为两部。 而在两个步骤之间的信息传递(那个b变量,从第一个步骤取得,然后在第二个步骤使用),则被用bind操作实现了。

到这,也许我们该伸伸懒腰了。舒服地往椅子背上一靠,说:“啊。终于干完了!我可以用高阶逻辑来模拟任何直接硬编码创建对象的逻辑了”。

这话倒也没错,有了bind,我们不再被局限于“构造函数注射”,“setter注射”,“静态工厂注射”等寥寥几个注射方式;我们甚至可以对所谓的ioc type嗤之以鼻:“什么type1, type2?不过是我们可以处理的无数种情况中的几种特例而已!”。 我们可以处理if-else,可以处理循环,递归,任何可以直接用java写出来的对象创建方式,我们都可以在高阶逻辑上得到对应的组合版本,只 要我们有足够的原子组合子。(所谓原字组合子,不过是:FunctionComponent, BeanComponent,ValueComponent几种)

比如,对应于:

java代码:

X createX(){ 
  A a = A.instance(...); 
  if(a.isX(...)){ 
    return new X(...); 
  } 
  else{ 
    return new Y(a, ...).getX(...); 
  } 
}

这里,所有的省略号都代表可能需要从容器解析的参数。使用高阶Component对象而不是直接调用createX()函数的一个原因,就是我们想要把依赖解析隐藏起来并且集中灵活地配置和管理。

对此,我们可以写成: java代码:

Component a_component = Components.static_method(A.class, "instance"); 
return new BoundComponent(a_component, new Binder(){ 
  public Component bind(final Object a){ 
    final Component isx_component = Components.method(a, "isX"); 
    return new BoundComponent(isx_component, new Binder(){ 
      public Component bind(Object isx){ 
        final Boolean v = (Boolean)isx; 
        if(v.booleanValue()){ 
          return Components.ctor(X.class); 
        } 
        else{ 
          final Coponent y_component = 
           new WithArgument(Components.ctor(Y.class), 0, 
              Components.value(a)); 
          return new BoundComponent(y_component, new Binder(){ 
            public Component bind(Object y){ 
              return Components.method(y, "getX"); 
            } 
          }); 
          
        } 
      } 
    }); 
  } 
});

稍微有点绕,如果你到此有点糊涂的话,请重温一下前面的简单的bind的例子,只要体会了bind的具体意义,上面的代码不过是几层bind的嵌套。

好,如果你理解了bind,那么应该能够看懂上面的这段代码了。它其实就是那个createX函数的严格翻译。

功能确实很强大了,就是这代码写起来这个烦啊!对比一下createX和这个高阶版本吧。我发现如果我多看几眼这个所谓的"co"的代码,我简直都要吐!如果说createX这个函数的代码是正常人说话,那么这个高阶代码就是唐僧念经:“南无阿弥陀佛,南无阿弥陀佛,南无阿弥陀佛…”,天啊!

如果我们真要Combinator-oriented起来,难道要整天写这种蹩脚代码?是不是我们吐啊吐的就会习惯了呢? pico的各个ComponentAdapter其实倒也就是这么写,可是pico没有bind,你很少需要写这么深的嵌套,甚至很少需要写匿名类。 如果我们把我们的组件系统比喻作pascal语言的话,pico的那些decorator充其量不过是一个dos的批处理,不,远不如批处理灵活,应该也就是一个简单的用户界面上的几个按钮。

那么有没有什么办法来简化语法呢?

倒是有一个想法: 1。把Component从接口变成一个抽象类。然后把一些常用的二元组合,比如bind,比如withArgument,withProperty,比如method,ifelse,都放在这个抽象类里面。这样,

我们就可以避免写: new SingletonComponent(c),而写c.singleton()。 我们就可以避免写: new BoundComponent(c1, …),而写:c1.bind(…)。 可以避免写: new WithArgument(c, 0, arg),而写:c.withArgument(0, arg)。 可以避免写: java代码:

new BoundComponent(c1, new Binder(){ 
  public Component bind(Object obj){ 
    return Components.method(obj, "method"); 
  } 
});

而写成: java代码:

c1.method("method");

可以避免写: java代码:

new BoundComponent(c1, new Binder(){ 
  public Component bind(Object obj){ 
    if(((Boolean)obj).booleanValue()){ 
      return a; 
    } 
    else return b; 
  } 
});

而写成: java代码:

c1.ifelse(a,b);

等等等等。

这样做,从架构上确实有点损害,我们牺牲了“围绕接口”的原则,而改为围绕抽象类了。

但是,从实际效果考虑,我发现它损失的架构上的美感,远远比不上它带来的编码上的方便程度。谁让我们用的是java呢,世上没有十全十美的事情,就凑合吧。

经过这个改动,上面的对应createX的高阶代码变成:

java代码:

Component a_component = Components.static_method(A.class, "instance"); 
return a_component.bind(new Binder(){ 
  public Component bind(final Object a){ 
    final Component isx_component = Components.method(a, "isX"); 
    return isx_component.ifelse( 
      Components.ctor(X.class), 
      Components.ctor(Y.class) 
        .withArgument(0, Components.value(a)) 
        .method("getX") 
    ); 
  } 
});

稍微好些了。而如果我们不需要给Y的构造函数指定参数,那么效果还会更好。 比如对 java代码:

X createX(){ 
  A a = A.instance(...); 
  if(a.isX(...)){ 
    return new X(...); 
  } 
  else{ 
    return new Y(...).getX(...); 
  } 
}

高阶代码会变成: java代码:

Component a_component = Components.static_method(A.class, "instance"); 
return a_component.method("isX").ifelse( 
    Components.ctor(X.class), 
    Components.ctor(Y.class) 
      .withArgument(0, Components.value(a)) 
      .method("getX") 
); 

又简洁了不少。

当然,说实话,如果我们把情况任意复杂化,比如:

java代码:

Y createY(){ 
  a = A.createA(...); 
  b = B.createB(a, ...); 
  c = C.createC(a,b,...); 
  return Y.create(a,b,c,...); 
}

要对createY写出高阶对应版本,这bind要嵌套三层,代码无论如何不可能好看了。对此,我们只能耸耸肩说:无能为力了。因为我们这里已经接触到了java语言的底线。

值得欣慰的是,至少: 1。对简单需求,比如pico能够处理的那些,我们的语法并不比pico麻烦。 2。对复杂需求,pico不能处理,而只能通过自己实现ComponentAdapter实现;而我们的co构建出来的系统,在没有剥夺你自己实 现Component的前提下,也提供了采用声明式的语法来组合的方式。至于是选择用熟悉的java语法来过程式地自己处理依赖,还是用声明式的高阶逻辑 来仍然让系统处理依赖,则是程序员的自由了。

我们推荐,除非对非常复杂的需求,还是用声明式的组合来处理更好。

写到这里,不得不唠叨一些语言了。就象是你也可以在c这个过程语言里面使用一些oo的技巧一样,我们在java这个oo语言里面是可以使用一些co的技巧的。

只不过,缺乏语言上的良好支持,让我们在采用co设计的时候的代价有所增大。如何权衡?是co带来的缺点(不方便调试,运行效率低,语法麻烦)大,还是它带来的好处(灵活应对变化,减少代码数量,方便重用)大,则是一个需要主观经验决定的事情了。

其实,在一个真正支持monad组合子的语言里面,createY会被类似写成这样: java代码:

do 
  a <- static_method(A.class, "createA"); 
  b <- static_method(B.class, "createB") 
    .withArgument(0, a); 
  c <- static_method(C.class, "createC") 
    .withArgument(0, a).withArgument(1, b); 
  return (static_method(Y.class, "create") 
    .withArgument(0,a).withArgument(1,b).withArgument(2,c); 
  ) 

所有的Binder匿名类会被自动生成。 这叫"do-notation”,是haskell里面用来方便处理monad组合子的利器。

在我开发的jaskell语言里面,对do-notation有类似的支持。

题外话: 最近,看到老庄设计的DJ里面说要支持co。我觉得,如果仅仅象java这样的所谓“支持”,那就和用C的函数指针号称支持OO一样无趣了。

一个可以说得上对co有支持的语言,即使不直接支持do-notation,也应该把写匿名类的代价降到和一个lamda函数相接近的程度。 即使我不能写

java代码:

a <- createA 
b <- createB a 

也要能够写成:

java代码:

createA >>= \a->createB a

组合并不仅仅是几个简单的decorator套起来。真正复杂的co里,不同组合子之间是需要通过bind来通信的。而组合子之间的通信能力才是co强大的根源。