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------------------------------------------------------------------------ 第二部分:元语言下的编程基本方法 ------------------------------------------------------------------------ 三、代码组织形式 --------------------- 1. 物理代码块(代码文本、代码行) --------------------- 代码到底应该如何组织?如果我们认为代码是由序列调用的例程构成的,那么我们可以把代码的 形式回溯到很“远古”的时代,例如:======function func1() {}function func2() {}function main() { func1(); func2();}main();======简单地说,就是我们可以通过函数来组织代码块,并通过函数的连续调用完成运算。那么,函数 又是如何“组织成代码块”的呢? 这个过程被分解为三个部分,也就是: - body : 函数的代码体 - name : 函数名 - param : 函数参数表 其基本规则为:
======function [name]([param]) { }======QoBean中的Block()这个函数,用于从代码文本中分离上述三个部分。Block()可以处理任何一个 符合JavaScript语法的函数(的文本)。例如(param返回数组, 其它两种情况返回文本字符串):
======function foo(a,b,c) { // ..}alert( Block(foo, 'body') );alert( Block(foo, 'name') );alert( Block(foo, 'param') ); // 返回一个数组,可以直接用作字符串连接======Block的上述三种参数,用于获取一个函数(的文本格式)中三个部分的物理代码块。 2. 逻辑代码块(闭包、全局闭包) --------------------- 一个函数如果不是局部的,就是全局的。局部的,就是指被物理上包含在其它函数内部的函数。 基于这样的规则,显然一个(全局的)语句中包括的函数会是全局的(而非局部的)。例如:
======if (true) { // 下面的函数是全局的(或属于外一层函数闭包) function() { // ... }}======由于逻辑代码块事实上就两种,因此Block()提供了两种方式来实现它:
======// 得到一个匿名的全局函数f1 = Scope(func, 'anonymous');// 得到一个匿名的局部函数(在当前闭包内)f2 = eval( Scope(func, 'scope') );======这两种方式得到的新函数都以是func为参考的,也就是说复制了一个一模一样的函数——但改 变了它们的闭包作用域。如下例:
======var msg = 'in global.';var ff = function() { var msg = 'in ff.'; return function() { alert(msg); }}()// show 'in ff.'ff();function myFunc() { var msg = 'in myFunc.'; // show 'in myFunc'; var f = eval( Scope(ff, 'scope') ); f(); // show 'in global.' var f = Scope(ff, 'anonymous'); f();}// testmyFunc();======3. Scoped(),绑定到指定的作用域(全局或指定对象的闭包) --------------------- 原则上,Scope()的处理对象是函数,其结果或者是一个代码文本,或者是一个函数闭包。但如果 你试图将一个函数绑定到一个对象的闭包中,那么你需要用Scoped()这个函数,其含义是“作用 域化”。返回一个函数,该函数位于指定的对象或全局的闭包中。Scope()与Scoped()的区别在于: - Scope()用于根据函数func,返回新函数(或用于eval()的函数文本); - Scoped()用于将函数绑定到目标对象obj,返回绑定后的函数; 绑定到指定作用域是一个有趣的功能,例如:
======var aData = 'global data';var obj = { aData: 'object data'}myFunc = function() { alert(aData);}myFunc2 = Scoped(obj, myFunc);myFunc(); // show: 'global data';myFunc2(); // show: 'object data';======四、重写的基础技术与思想 --------------------- 1. 重写 --------------------- QoBean认为一个项目中的代码,是通过开发人员不断地在一个基础代码上繁殖衍生而得到的。这个所 谓的基础代码的最原始的、基底性的版本,就是下面这样一个函数:
======function() {}======其最终执行的方法为:
======void function() {}();======其繁殖衍生的过程就称为“重写”。例如:
======// 原始版本x = function() {}// 重写1old_x = x;x = function() { old_x(); ...}// 重写2old_x = x;x = function() { ... old_x();}...// 执行void x();======2. JS中的重写方法 --------------------- JS中本身就具有多种重写的方法,例如编译期重写与执行期重写(注意,编译期的重写是由编译器根 据代码上下文中的标识符,及其出现的次序来决定的。它的效果不能由用户代码来改变):
======function func() {}// 下面的重新声明,其“重写”效果是在编译期发生的function func() {}// 下面的赋值操作,是一种在执行期发生的“重写”效果func = function() {}======3. 保留旧有代码的两种基本方法 --------------------- 在执行期的重写中,可以保留旧有的代码。例如:
======func = function(foo) { //<-- 2. 使用形式参数foo来持有旧的函数 return function() { //<-- 3. 返回的匿名函数将重写func(),且仍可以通过foo来访问旧函数 // ... }}(func); //<-- 1. 传入旧的func函数引用======这种技术非常类似于桌面软件开发中的HOOK(钩子)技术,因此在这里我们将它使为“Hook重写”。 还有一种重写技术,也可以做到上述的“保留旧有代码”的效果。他利用了JS代码可以序列化的特性:
======function attach_code(func, code) { var _r_codebody = /[^{]*/{([/d/D]*)/}$/; func = func.toString().replace(_r_codebody, '$1') return new Function(func + code);}func = attach_code(func, '...');======上述代码的基本思想在于通过"new Function()"来得到新的函数,而旧的函数被序列化为一个字符串, 作为新的代码的一部分。这个过程中,_r_codebody的作用是获取一个函数的body区——函数代码块。 从这个视角来看,下面的函数:
======function hi() { alert('hi');}======其实相当于如下代码重写过程(给一个空函数内部attach一行代码):
======hi = new Function;hi = attach_code(hi, "alert('hi');");======4. 通过链接代码来组织更大的代码块(或函数) --------------------- 源于函数可以被序列化的特性。attach_code()第二个参数的代码文本,也可以视为第一个函数的body 区。也就是说:
======a_func = function() { //...};hi = attach_code(hi, _get_code_body(a_func));======而从这里,我们也得到一个启发,如下代码:
======function func1() { // func1 ...}function func2() { // func2 ...}func1();func2();======其实执行效果相当于把func1()与func2()合并起来,而合并的效果也就是:
======func = func1 + func2; // <-- attach_func(func1, func2);func();======如果attach_func()函数可以联合足够多的函数,我们也就可以拼合足够多的代码块——并让他足够复杂。 attach_func()的实现思想与上述过程是直接相关的:
======function getCodeBody(func) { var _r_codebody = /[^{]*/{([/d/D]*)/}$/; return func.toString().replace(_r_codebody, '$1')}function attach_code(f1, f2) { return getCodeBody(f1) + (f2 ? attach_code.apply(null, [].slice.call(arguments, 1)) : '');}function attach_func() { return new Function(attach_code.apply(null, arguments));}// samplefunc = attach_func(func1, func2);alert(func);======五、QoBean中的重写技术 --------------------- 1. QoBean所面临的更复杂的问题 --------------------- QoBean提供了Block()函数来取得一个function中的各个部分,同时也提供了Scoped()函数来产生指定 闭包环境下的函数。这也就意味着,我们可以在任意位置,通过上述的方法来“重写出”一个新的函 数——这个函数是象打补丁的过程一样,一次次增量叠加起来的。 有趣的是,如同上面所分析的,QoBean认为开发人员在书写原始代码的过程中的行为,的确就是这样 一个过程:不断地改写一个函数代码块的内部,或创建新的函数代码块——然后连接它们。所以,我 们可以写出任意大的程序来,本质上也就是我们在不停地用Block、Scope、Scope、Block…… 这个过程在QoBean来说,叫做“编织(weave)”。Weave()这个函数用于简化“不停地Block、Scope” 这一过程。该过程首先包括了一个简单的逻辑:
======function Weave(where, code) { var source = Block(this); code = source.replace(where, code); return Function.apply(null, Block(this, 'param').concat(code));}======也就是说,你可以为任何一个函数使用Weave()功能,以使得它可以在指定位置“where”增加一段代 码。这个指定位置可以是一个正则表达式、或者一个字符串。所以上一小节中的例子可以这样实现:
======func = Weave.call(func1, /$/, Block(func2, 'body'));alert(func);======同时,QoBean对这个过程进行了扩展,使得它可以支持: - 在Weave()处理的函数中,支持函数形式参数; - 在代码中可以使用'$&'等正则表达式中允许的替换匹配。 这个过程,通过Weave()函数自身的一些编织过程来实现——也就是Weave()自身其实被重写过一次。 2. 两种重写方法的选择 --------------------- “Weave重写”与“Hook重写”各有应用的场合。一般来说,Hook重写更简洁也更容易让人接受,因 为它毕竟是JS自身支持的一种重写方法。但是它存在一个致命的问题——改变了调用栈:
======function func() { f();}function f() { alert(arguments.callee.caller); //显示调用栈上的函数}// 1. 正常情况:显示调用者函数func()func();// 重写1次f = function(foo) { return function() { return foo.apply(this, arguments); }}(f);/* 重写n次f = function(foo) { ...}(f);*/// 2. 异常情况:重写后,显示Hook程序,而不是调用者函数func()func();======“Weave重写”的确没有这个问题,但它要求重写时对被重写代码有充分的了解——Hook重写则没 有这个要求。Weave重写至少需要了解被重写代码所在闭包的位置——全局的或局部的。这是因为 Weave重写后将产生一个函数,而这个函数(默认)是全局的,例如:
======f = 'global';function X() { var f = function() { }; f = Weave.call(f, /$/, 'alert(f)'); f();}X();======当你需要它是某个局部的函数时,你不得不重新创建一个(当前闭包内的)scope。例如:
======f = 'global';function X() { var f = function() { }; f = eval(Block(Weave.call(f, /$/, 'alert(f)'), 'scope')); f();}X();======由于对闭包位置有显性的要求,因此Weave()重写事实上并不太适合于函数内的重写——当然如 果你总是确知这些信息的话,又另当别论了。所以,Weave()重写通常只用在全局的(匿名或具名 的)函数中——能较为方便地控制闭包的位置。 3. 模拟形式参数表(arugments)的问题 --------------------- 当然,我们可以随时通过apply/call方法来传递一个参数表。——尽管我们看起来也可以通过对 象闭包来模拟参数表中的形式参数,例如:
======function func(x, y) { alert(x + y)}o = {x:100, y:100};f = new Function(Block(func, 'body'));func = Scope(o, f);func();======但其中的一个严重的问题是,在通过Block()构造的这个函数f()内部,使用arguments时并不能访 问到对象o中的成员——而在正常情况下,arugments与形式参数是存在对应关系的。所以事实上在 使用Scope()方法时,我们无法通过对象闭包来模拟参数表。 六、基本的元类声明,与元类系统的实现 --------------------- 1、Meta.js中的元类系统声明 --------------------- QoBean声明了基本的元类系统,它的声明非常简单:
======// Constructors-Meta, return TMyObject.Create. It's abstracted define.MetaObject = Function;// Classes-Meta, return TMyObject. It's abstracted define.MetaClass = Function;======也就是说,对于QoBean来说,元类和元对象都是函数——按照前面所讲述的,也就是说是“执行 体”。QoBean规定了这些执行体的返回结果,也就是: ====== MetaClass()将返回一个类类型(函数),它声明了一个“基于类的对象系统”的组织形式; MetaObject()将返回一个构造器函数,它可以放在TMyObject.Create成员中,用于构建一个对象实例。 ====== Meta.js中,上述两个声明只是抽象声明,并没有实现,也没有描述任务逻辑细节。这也是元语言系 统的一个特点:元语言是最基底的声明、描述或实现。它约定了范围与边界,但不一定去直接实现它。 这有点像架构师的工作。呵呵。 2、Class.js中的实现 --------------------- Class.js中实现了一个类注册函数,用于将一个普通的函数注册为一个“类类型”,或者说它是通过 类注册的方式,构建了基于类的对象系统。 类注册函数为Class(),它描述了类注册以及从类构建一个对象实例的基本方法。包括四个主干步骤: ====== 1、通过MetaClass()取得一个新的类,即cls = MetaClass(AConstructor); 2、设定原构造器的原型继承关系,即AConstructor.prototype = Parent.Create.prototype; 3、初始化类,即Initializtion(cls); 4、重写原来的构造器,即AConstructor = cls.Create ====== 在第3步的初始化类过程中,存在四个小的分支步骤: ====== 1、填写用于类系统识别的类信息; 2、从MetaObject()中取得一个元对象构造器到cls.Create,以支持“对象创建”的行为; 3、重写上述构造器cls.Create的prototype属性,以支持“对象继承”的能力; 4、重写上述prototype的constructor属性,以支持对象的“构造器(外部)链回溯”。 ====== QoBean中的Class.js代码也很简单,就如下几行:
======// class register utilfunction Class(Parent, Name) { var Constructor = eval(Name); var cls = new MetaClass(Constructor); // parent-class link and prototype set. Parent && (Constructor.prototype = Parent.Create.prototype); // the qomo classes system. // Initializtion --> ((Constructor = cls(Constructor), // step one cls.Create = new MetaObject(cls) // step two ).prototype = Constructor // step three ).constructor = cls.Create; // step four // rewrite constructor by 'Name' (Name instanceof Function) || eval(Name + '= cls.Create'); return cls;}======类注册过程的更多说明可以参见QoBean项目发起时的一篇文章: http://blog.csdn.net/aimingoo/archive/2007/12/31/2006534.aspx 3、Object.js中的实现 --------------------- 我们看到,Meta.js定义了元语言级别的“类、对象”的抽象,而Class.js中则描述了类和对象的 逻辑关系。然而MetaClass()和MetaObject()并没有具体的实现——也就是说,到现在为止我们得 到的仍然只是“具有逻辑关系的抽象系统”。我们必须要说明“实体系统是怎样的”,也就是要 说明“元类如何创建类、元对象如何创建对象(构造器)”。 而这部分就是在Object.js中实现的。其结果则是完成了全部的类系统,在装载完Object.js之后, QoBean的类、类类型系统也就构建完成了,这个类类型的基本使用与Qomo历来的版本是完全一致 的。也就是下面的基本模式:
======// 声明(类似普通构造器函数)function MyObject() {}// 注册TMyObject = Class(TObject, 'MyObject');// 使用obj = TMyObject.Create();// orobj = new MyObject();======QoBean中的Object.js代码也很简单,就如下几行:
======// rewrite meta systemMetaClass = Meta(function(fromSource) { return new Function('Base', 'return new Base');}, MetaClass);MetaObject = Meta(function(fromSource) { var atom = {}; return function() { if (this instanceof Function) return new arguments.callee(atom, arguments); if (this.Create) this.Create.apply(this, arguments[0]===atom ? arguments[1] : arguments); }}, MetaObject);======七、QoBean中,从元系统开始的系统结构栈 --------------------- QoBean的元系统只有Meta.js一个文件,约70行代码。 QoBean的基本对象系统需要载入(参考QoBean代码包中的t_Object.html): Meta.js Class.js Object.js 后两个文件不超过30行代码。整个的基本语言系统在100行JS代码以内。 如果更加增强的、完整的QoBean类类型系统,需要按如下栈载入JS文件: Meta.js Class.js Namespace.js ObjectEx.js TObject.js 通过这个代码栈,可以支持Qomo 2.0版本中的全部对象特性。包括get/setter, 以及Inherted继承,以及匿名类类型等。此外,通过TObject.js,支持了Txxxx 风格的类类型继承描述。这些内容,可以参考QoBean代码包中的: t_ObjectEx.html t_ObjectEx2.html QoBean当前版本已经支持了Qomo 2.0底层中的全部语言特性,包括接口、切面等等。 这些完整的特性可以通过如下栈来装载: <!-- Qomo V2版本的JS增强和(切面的)切点 ../trunk/Framework/RTL/JSEnhance.js ../trunk/Framework/RTL/JoPoints.js--> Intfs/QomoIntfs.js Intfs/Interface.js Meta.js Class.js Namespace.js ObjectEx.js Intfs/ClassIntf.js TObject.js<!-- Qomo V2版本中的切面 ../trunk/Framework/RTL/Aspect.js--> 这个示例可以参考QoBean代码包中的: t_ObjectEx3.html QoBean内部版本已经可以完全使用QoBean来替代Qomo V2的语言内核了。通过实测, 上述的新的内核,比Qomo V2旧的版本减少了1/3的代码,且同时提高了1/3的执行 性能。所以,我们在这个节点上发布了QoBean Beta 1.0。