目前，我正在閱讀Martin Fowler撰寫的有關(guān)DSL- 特定于域的語言的精彩書籍。 圍繞DSL的嗡嗡聲，圍繞輕松支持DSL創(chuàng)建的語言，以及DSL的使用使我好奇地了解和了解DSL的這一概念。 到目前為止，這本書的使用經(jīng)驗令人印象深刻。

馬丁·福勒（Martin Fowler）在他的書中提到的DSL定義：

特定領(lǐng)域的語言（名詞）：一種表達能力有限的計算機編程語言，專注于特定領(lǐng)域。

DSL并不是什么新鮮事物，它已經(jīng)存在了很長時間。 人們使用XML作為DSL的一種形式。 使用XML作為DSL很容易，因為我們有XSD來驗證DSL，有解析器來解析DSL，還有XSLT來將DSL轉(zhuǎn)換成其他語言。 而且大多數(shù)語言為解析XML和填充其域模型對象提供了很好的支持。 諸如Ruby，Groovy等語言的出現(xiàn)增加了DSL的采用。 例如，使用Ruby編寫的Web框架Rails廣泛使用DSL。

Martin Fowler在他的書中將DSL分為內(nèi)部，外部和語言工作臺。 當(dāng)我閱讀了內(nèi)部DSL概念時，我使用Java作為宿主語言在自己的簡單DSL上進行了一些嘗試。 內(nèi)部DSL位于宿主語言中，并受宿主語言的語法功能約束。 使用Java作為宿主語言并不能給我真正清晰的DSL，但是我努力使它更接近可以舒適地理解DSL的形式。

我試圖創(chuàng)建用于創(chuàng)建圖的DSL。 據(jù)我所知，輸入和表示圖形的不同方式是： 鄰接表和鄰接矩陣 。 我一直發(fā)現(xiàn)這很難使用，尤其是在Java等語言中，這些語言沒有作為一等公民的矩陣。 在這里，我試圖創(chuàng)建一個內(nèi)部DSL，以用Java填充圖形。

馬丁·福勒（Martin Fowler）在他的書中強調(diào)，需要保持語義模型與DSL不同，并引入一種中間表達構(gòu)建器，該構(gòu)建器可以從DSL填充語義模型。 通過保持這種狀態(tài)，我能夠通過編寫不同的DSL語法和表達式構(gòu)建器并同時使用相同的語義模型來實現(xiàn)3種不同形式的DSL。

了解語義模型

在這種情況下，語義模型是Graph類，它包含Edge實例的列表，每個Edge包含從Vertex到Vertex以及權(quán)重。 讓我們看一下相同的代碼：

Graph.java

import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Set; import java.util.TreeSet;public class Graph {private List<Edge> edges;private Set<Vertex> vertices;public Graph() {edges = new ArrayList<>();vertices = new TreeSet<>();}public void addEdge(Edge edge){getEdges().add(edge);}public void addVertice(Vertex v){getVertices().add(v);}public List<Edge> getEdges() {return edges;}public Set<Vertex> getVertices() {return vertices;}public static void printGraph(Graph g){System.out.println("Vertices...");for (Vertex v : g.getVertices()) {System.out.print(v.getLabel() + " ");}System.out.println("");System.out.println("Edges...");for (Edge e : g.getEdges()) {System.out.println(e);}} }

Edge.java

public class Edge {private Vertex fromVertex;private Vertex toVertex;private Double weight;public Edge() {}public Edge(Vertex fromVertex, Vertex toVertex, Double weight) {this.fromVertex = fromVertex;this.toVertex = toVertex;this.weight = weight;}@Overridepublic String toString() {return fromVertex.getLabel()+" to "+toVertex.getLabel()+" with weight "+ getWeight();}public Vertex getFromVertex() {return fromVertex;}public void setFromVertex(Vertex fromVertex) {this.fromVertex = fromVertex;}public Vertex getToVertex() {return toVertex;}public void setToVertex(Vertex toVertex) {this.toVertex = toVertex;}public Double getWeight() {return weight;}public void setWeight(Double weight) {this.weight = weight;} }

頂點

public class Vertex implements Comparable<Vertex> {private String label;public Vertex(String label) {this.label = label.toUpperCase();}@Overridepublic int compareTo(Vertex o) {return (this.getLabel().compareTo(o.getLabel()));}public String getLabel() {return label;}public void setLabel(String label) {this.label = label;} }

現(xiàn)在我們已經(jīng)有了語義模型，讓我們構(gòu)建DLS。 您應(yīng)該注意到，我不會更改語義模型。 語義模型不應(yīng)該改變，這不是一個硬性規(guī)定，相反，可以通過添加用于獲取數(shù)據(jù)或修改數(shù)據(jù)的新API來發(fā)展語義模型。 但是將語義模型緊密綁定到DSL并不是一個好的方法。 將它們分開可以幫助獨立測試語義模型和DSL。

Martin Fowler陳述了創(chuàng)建內(nèi)部DSL的不同方法：

• 方法鏈接
• 功能順序
• 嵌套函數(shù)
• Lambda表達式/閉包

除了功能序列，我已經(jīng)在這篇文章中說明了3。 但是我在使用Closures / Lambda表達式時使用了Functional Sequence方法。

通過方法鏈接實現(xiàn)內(nèi)部DSL

我設(shè)想我的DSL是這樣的：

Graph().edge().from("a").to("b").weight(12.3).edge().from("b").to("c").weight(10.5)

為了實現(xiàn)這種DSL的創(chuàng)建，我們必須編寫一個表達式生成器，該表達式生成器允許彈出語義模型并提供能夠創(chuàng)建DSL的流暢接口 。

我創(chuàng)建了2個表達式構(gòu)建器-一個用于構(gòu)建完整的Graph，另一個用于構(gòu)建單個邊。 在構(gòu)建Graph / Edge的過程中，這些表達式構(gòu)建器始終保存中間的Graph / Edge對象。 通過在這些表達式構(gòu)建器中創(chuàng)建靜態(tài)方法，然后使用靜態(tài)導(dǎo)入在DSL中使用它們，可以實現(xiàn)上述語法。

Graph()開始填充Graph模型，而edge()及其后的一系列方法： from() ， to() ， weight()填充Edge模型。 edge()也會填充Graph模型。

讓我們看一下GraphBuilder，它是用于填充Graph模型的表達式構(gòu)建器。

GraphBuilder.java

public class GraphBuilder {private Graph graph;public GraphBuilder() {graph = new Graph();}//Start the Graph DSL with this method.public static GraphBuilder Graph(){return new GraphBuilder();}//Start the edge building with this method.public EdgeBuilder edge(){EdgeBuilder builder = new EdgeBuilder(this);getGraph().addEdge(builder.edge);return builder;}public Graph getGraph() {return graph;}public void printGraph(){Graph.printGraph(graph);} }

還有EdgeBuilder，它是用于填充Edge模型的表達式生成器。

EdgeBuilder.java

public class EdgeBuilder {Edge edge;//Keep a back reference to the Graph Builder.GraphBuilder gBuilder;public EdgeBuilder(GraphBuilder gBuilder) {this.gBuilder = gBuilder;edge = new Edge();}public EdgeBuilder from(String lbl){Vertex v = new Vertex(lbl);edge.setFromVertex(v);gBuilder.getGraph().addVertice(v);return this;}public EdgeBuilder to(String lbl){Vertex v = new Vertex(lbl);edge.setToVertex(v);gBuilder.getGraph().addVertice(v);return this;}public GraphBuilder weight(Double d){edge.setWeight(d);return gBuilder;}}

讓我們嘗試一下DSL：

public class GraphDslSample {public static void main(String[] args) {Graph().edge().from("a").to("b").weight(40.0).edge().from("b").to("c").weight(20.0).edge().from("d").to("e").weight(50.5).printGraph();Graph().edge().from("w").to("y").weight(23.0).edge().from("d").to("e").weight(34.5).edge().from("e").to("y").weight(50.5).printGraph();} }

輸出將是：

Vertices... A B C D E Edges... A to B with weight 40.0 B to C with weight 20.0 D to E with weight 50.5 Vertices... D E W Y Edges... W to Y with weight 23.0 D to E with weight 34.5 E to Y with weight 50.5

您是否發(fā)現(xiàn)此方法比“鄰接表/鄰接矩陣”方法更易于閱讀和理解？ 該方法鏈接類似于我之前寫的Train Wreck模式 。

嵌套功能的內(nèi)部DSL

在嵌套函數(shù)方法中，DSL的樣式不同。 在這種方法中，我會將函數(shù)嵌套在函數(shù)中以填充語義模型。 就像是：

Graph(edge(from("a"), to("b"), weight(12.3),edge(from("b"), to("c"), weight(10.5) );

這種方法的優(yōu)點是它的層次結(jié)構(gòu)自然不同于方法鏈接，在方法鏈中，我不得不以不同的方式設(shè)置代碼格式。 而且這種方法不會在“表達式”構(gòu)建器中保持任何中間狀態(tài)，即，在解析/執(zhí)行DSL時，表達式構(gòu)建器不保存Graph和Edge對象。 語義模型與此處討論的相同。

讓我們看一下此DSL的表達式構(gòu)建器。

NestedGraphBuilder.java

//Populates the Graph model. public class NestedGraphBuilder {public static Graph Graph(Edge... edges){Graph g = new Graph();for(Edge e : edges){g.addEdge(e);g.addVertice(e.getFromVertex());g.addVertice(e.getToVertex());}return g;}}

NestedEdgeBuilder.java

//Populates the Edge model. public class NestedEdgeBuilder {public static Edge edge(Vertex from, Vertex to, Double weight){return new Edge(from, to, weight);}public static Double weight(Double value){return value;}}

NestedVertexBuilder.java

//Populates the Vertex model. public class NestedVertexBuilder {public static Vertex from(String lbl){return new Vertex(lbl);}public static Vertex to(String lbl){return new Vertex(lbl);} }

如果您已觀察到上面定義的表達式構(gòu)建器中的所有方法都是靜態(tài)的。 我們在代碼中使用靜態(tài)導(dǎo)入來創(chuàng)建我們開始構(gòu)建的DSL。

注意：我對表達式構(gòu)建器，語義模型和dsl使用了不同的軟件包。 因此，請根據(jù)您使用的軟件包名稱更新導(dǎo)入。

//Update this according to the package name of your builder import static nestedfunction.NestedEdgeBuilder.*; import static nestedfunction.NestedGraphBuilder.*; import static nestedfunction.NestedVertexBuilder.*;/**** @author msanaull*/ public class NestedGraphDsl {public static void main(String[] args) {Graph.printGraph(Graph(edge(from("a"), to("b"), weight(23.4)),edge(from("b"), to("c"), weight(56.7)),edge(from("d"), to("e"), weight(10.4)),edge(from("e"), to("a"), weight(45.9))));} }

輸出為：

Vertices... A B C D E Edges... A to B with weight 23.4 B to C with weight 56.7 D to E with weight 10.4 E to A with weight 45.9

現(xiàn)在來介紹有趣的部分：如何在DSL中利用即將到來的lambda表達式支持。

使用Lambda表達式的內(nèi)部DSL

如果您想知道Lambda表達式在Java中的作用，請在此花一些時間，然后再繼續(xù)進行操作。

在本示例中，我們還將堅持此處描述的相同語義模型。 該DSL利用功能序列以及使用lambda表達式支持。 讓我們來看看我們?nèi)绾问棺罱K的DSL像這樣：

Graph(g -> {g.edge( e -> {e.from("a");e.to("b");e.weight(12.3);});g.edge( e -> {e.from("b");e.to("c");e.weight(10.5);});} )

是的，我知道上面的DSL充滿了標(biāo)點符號，但是我們必須忍受它。 如果您不喜歡它，那么可能會選擇其他語言。

在這種方法中，我們的表達式構(gòu)建器應(yīng)接受lambda expression / closure / block，然后通過執(zhí)行l(wèi)ambda expression / closure / block填充語義模型。 此實現(xiàn)中的表達式生成器以通過方法鏈接在DSL實現(xiàn)中相同的方式維護Graph和Edge對象的中間狀態(tài)。

讓我們看一下表達式構(gòu)建器：

GraphBuilder.java

//Populates the Graph model. public class GraphBuilder {Graph g;public GraphBuilder() {g = new Graph();}public static Graph Graph(Consumer<GraphBuilder> gConsumer){GraphBuilder gBuilder = new GraphBuilder();gConsumer.accept(gBuilder);return gBuilder.g;}public void edge(Consumer<EdgeBuilder> eConsumer){EdgeBuilder eBuilder = new EdgeBuilder();eConsumer.accept(eBuilder);Edge e = eBuilder.edge();g.addEdge(e);g.addVertice(e.getFromVertex());g.addVertice(e.getToVertex());} }

EdgeBuilder.java

//Populates the Edge model. public class EdgeBuilder {private Edge e;public EdgeBuilder() {e = new Edge();}public Edge edge(){return e;}public void from(String lbl){e.setFromVertex(new Vertex(lbl));}public void to(String lbl){e.setToVertex(new Vertex(lbl));}public void weight(Double w){e.setWeight(w);}}

在GraphBuilder您可以看到兩行代碼突出顯示的代碼。 它們利用Java 8中引入的功能接口 Consumer 。

現(xiàn)在，讓我們使用以上表達式構(gòu)建器來創(chuàng)建我們的DSL：

//Update the package names with the ones you have given import graph.Graph; import static builder.GraphBuilder.*;public class LambdaDslDemo {public static void main(String[] args) {Graph g1 = Graph( g -> {g.edge( e -> {e.from("a");e.to("b");e.weight(12.4);});g.edge( e -> {e.from("c");e.to("d");e.weight(13.4);});});Graph.printGraph(g1);} }

輸出為：

Vertices... A B C D Edges... A to B with weight 12.4 C to D with weight 13.4

至此，我結(jié)束了這段繁重的代碼。 讓我知道您是否要把它吐到3個帖子中-每個DSL實現(xiàn)一個。 我將其放在一個地方，這樣可以幫助我們比較3種不同的方法。

總結(jié)一下：

• • 在這篇文章中，我談到了DSL， 即 Martin Fowler在《 領(lǐng)域特定語言 》一書中提到的DSL。
  • 為實現(xiàn)內(nèi)部DSL的三種方法分別提供了一種實現(xiàn)：
    • • 方法鏈接
      • 嵌套函數(shù)
      • 具有功能序列的Lambda表達式

參考： 使用Java，Java 8創(chuàng)建內(nèi)部DSL 8-在Experiences Unlimited博客中采用了JCG合作伙伴 Mohamed Sanaulla的Martin Fowler的方法 。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2013/06/creating-internal-dsls-in-java-java-8-adopting-martin-fowlers-approach.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的用Java和Java 8创建内部DSL，采用Martin Fowler的方法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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