擴(kuò)展方法延伸的編程思維
擴(kuò)展方法延伸的編程思維：
1. Helper大爆炸
.NET Framework為我們提供了豐富的類(lèi)庫(kù)，但是這并不是***地，在大部分的時(shí)間，我們都需要為我們的項(xiàng)目特殊定制我們的通用類(lèi)庫(kù)。
常常，我們都可以構(gòu)造一個(gè)類(lèi)，類(lèi)里封裝一些方法。但是對(duì)于很多時(shí)候，我們并沒(méi)有辦法提取出這樣一個(gè)類(lèi)，舉一個(gè)小例子，我們?cè)诤芏鄷r(shí)候，需要把url給保存到數(shù)據(jù)庫(kù)里，作為一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)，但是我們知道url所占空間很大，如果用url來(lái)建立索引的話是非常耗費(fèi)空間，而且影響效率的，那么我們最常用的辦法就是把url做一個(gè)Hash來(lái)作為索引的替代品。
這個(gè)時(shí)候，我們根本就沒(méi)有辦法說(shuō)我們來(lái)怎么樣提取一個(gè)類(lèi)，然后在類(lèi)里寫(xiě)這樣一個(gè)方法，這個(gè)時(shí)候，我們通常就只能這樣：
- public static class HashHelper
- {
- public static string GetHashCode(string s)
- {
- //GetHashCode........
- return String.Empty
- }
- }
然后我們會(huì)這樣使用：
- public static void Main(string[] args)
- {
- string url = "www.fandongxi.com"
- string sql = "insert into Test values('"+HashHelper.GetHashCode(url)+"')"
- //執(zhí)行SQL
- }
這里，只是一個(gè)例子，并不是說(shuō)我們要這個(gè)樣子拼接字符串。
很快，肯定又會(huì)出現(xiàn)一個(gè)情況，說(shuō)，我們要保存網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容，但是網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容直接存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)里太大了，那么我們就需要對(duì)網(wǎng)頁(yè)文本做一個(gè)Base64的編碼然后壓縮。//之前這里些的是錯(cuò)的，被很多人挑了錯(cuò)誤。
那么，我們就又得繼續(xù)寫(xiě)：
- public static class Base64Helper
- {
- public static string GetBase64Text(string text)
- {
- //Base64........
- return String.Empty
- }
- }
接下來(lái)我們?cè)谑褂玫牡胤骄陀侄喑鰜?lái)一個(gè)Base64Helper。那么過(guò)幾天，還會(huì)出現(xiàn)SHA1Helper , MD5Helper等等各種各樣的Helper。
漸漸地，我們會(huì)不會(huì)發(fā)現(xiàn)，Helper的數(shù)量已經(jīng)讓我們難以忍受了呢?
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2. 擴(kuò)展方法的提出
接下來(lái)的事情，我們都知道了，在.NET Framework 3.5中，也就是在C#3.0中，引入了擴(kuò)展方法這個(gè)概念。
那就讓我們擴(kuò)展方法來(lái)解決上面的難題。
各位現(xiàn)在一定知道，無(wú)論是做UrlHashCode，還是Base64壓縮，還是SHA1加密，還是MD5加密，這些都是針對(duì)字符串，或者說(shuō)是一段文本的處理，那么很自然地，我們就需要把這些全部寫(xiě)入String類(lèi)的擴(kuò)展方法中。
- public static class ExtensionClass
- {
- public static string GetHashCode(this string s)
- {
- //........
- }
- public static string GetBase64Text(this string text)
- {
- //.......
- }
- }
- public static void Main(string[] args)
- {
- string url = "www.fandongxi.com"
- string sql = "insert into Test values('"+url.GetHashCode()+"')"
- //執(zhí)行SQL
- }
在這里，我不想剖析去讀擴(kuò)展方法的實(shí)現(xiàn)本質(zhì)，這里我們只談編程思維和擴(kuò)展方法所帶來(lái)的意義。
3. 擴(kuò)展方法讓C#更加面向?qū)ο?/STRONG>
從面向?qū)ο蟮慕嵌葋?lái)看，世間萬(wàn)物皆為對(duì)象，所有屬性，所有方法都是屬于某一個(gè)對(duì)象的，那么再?gòu)倪@個(gè)角度看開(kāi)去，本就不應(yīng)該存在靜態(tài)類(lèi)，也不應(yīng)該存在靜態(tài)方法，所謂的靜態(tài)，不過(guò)是面向?qū)ο笳Z(yǔ)言對(duì)并不成熟的語(yǔ)法實(shí)現(xiàn)的一種屈從罷了。
我們要求Base64加密后的文本，其實(shí)是文本調(diào)用自身的一個(gè)方法，之所以我們?cè)谥暗姆椒ㄖ行枰粋€(gè)Base64Helper，而不能這樣子直接調(diào)用，只是因?yàn)?NET Framework無(wú)法預(yù)計(jì)到我們所有的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，所以把只能把最通用的方法封裝到已有的類(lèi)庫(kù)中。
4. 從擴(kuò)展方法向外談一些
讓我們從擴(kuò)展方法逐漸地向外圍來(lái)探討一些關(guān)于編碼規(guī)范，以及一些代碼優(yōu)雅的問(wèn)題。我們先不妨假設(shè)我們并不存在“+”運(yùn)算符，或者說(shuō)，我們禁止在程序中使用+運(yùn)算符，那么也就是說(shuō)，我們需要對(duì)“+”這個(gè)操作來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)單的封裝，那么我們常規(guī)意義上會(huì)怎么做?
- public int Add(int a,int b)
- {
- return a+b;
- }
- public static void Main(string[] args)
- {
- int result = Add(3,4)
- Console.WriteLine(result)
- }
讓我們來(lái)看這個(gè)函數(shù)，我們順著代碼的意思向下讀，加，3，4。這明顯是不符合我們常規(guī)的數(shù)學(xué)思維的，如果用了擴(kuò)展方法之后，我們一定是應(yīng)該這樣來(lái)寫(xiě)。
- public static class Extension
- {
- public static int Add(this int a,int b)
- {
- return a+b;
- }
- }
- public static void Main(string[] args)
- {
- int a = 3;
- a.Add(b)
- }
可是這個(gè)"."運(yùn)算符看上去還是那么有點(diǎn)別扭…..沒(méi)辦法，至少這樣讀上去讓我們的代碼順暢了很多不是么?像寫(xiě)文章，說(shuō)話一樣寫(xiě)代碼一直是我們程序員追求的***境界，就像這樣的代碼總是好的。
Good：people.eat(food)
而不是Bad：Eat(people,food)
對(duì)把!
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5. 前綴，中綴和后綴表達(dá)式
說(shuō)到這，就不得不談?wù)勄熬Y，中綴和后綴表達(dá)式了。
學(xué)過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的朋友們，一定都記得在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，有一道經(jīng)典的習(xí)題，就是利用“棧”來(lái)實(shí)現(xiàn)前綴，中綴和后綴表達(dá)式的轉(zhuǎn)換。在考試題中也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣的習(xí)題。那現(xiàn)在讓我們來(lái)復(fù)習(xí)一下，什么是前綴，中綴和后綴表達(dá)式。
前綴表達(dá)式就是不含括號(hào)的算術(shù)表達(dá)式，而且它是將運(yùn)算符寫(xiě)在前面，操作數(shù)寫(xiě)在后面的表達(dá)式，也稱為“波蘭式”。
大名鼎鼎的Lisp就是前綴表達(dá)式的典型，讓我們看一個(gè)最簡(jiǎn)單的小例子，還是那個(gè)經(jīng)典的斐波那契數(shù)列：
- (define (fib n)
- (fib-iter 1 0 n))
- (defile (fib-iter a b count)
- (if (= count 0)
- b
- (fib-iter (+ a b) a (- count 1))))
每次寫(xiě)Lisp的時(shí)候，都會(huì)被密密麻麻的括號(hào)所嚇到，可是真的沒(méi)什么太好的解決方案呢!
中綴表達(dá)式就很簡(jiǎn)單了，和我們常規(guī)所涉及到的代碼是一樣的，后綴也是一個(gè)道理，在此就不再一一贅述。鑒于后綴的應(yīng)用不是很大，在此我們也只談?wù)勄熬Y和中綴的意義。
那么我們想想，為什么Lisp要采用這么蹩腳的前綴表達(dá)式語(yǔ)法呢?
記得在大二***次學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的時(shí)候，老師讓我們寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算器，當(dāng)時(shí)每個(gè)同學(xué)都寫(xiě)出了+，-，*，/的操作，但是在當(dāng)時(shí)大多數(shù)的我們都沒(méi)有辦法寫(xiě)出更為常用的混合運(yùn)算，以及()的操作，當(dāng)時(shí)只有班上某鶴立雞群的哥們寫(xiě)出了讓我們當(dāng)時(shí)完全無(wú)法看懂的代碼。再直到大三學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，再反過(guò)來(lái)想他當(dāng)時(shí)的代碼，才恍然大悟。
廢話說(shuō)了一堆，那么其實(shí)前綴表達(dá)式***的意義就是他更貼近計(jì)算機(jī)的思維，他只需要兩種操作就能完成運(yùn)算，就是入棧和出棧。讓我們來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的小例子
3+(1-4)，首先這是一個(gè)中綴表達(dá)式，把他轉(zhuǎn)換為前綴表達(dá)式就是+3 – 1 4，計(jì)算機(jī)會(huì)從右向左來(lái)掃描這個(gè)表達(dá)式，4入棧，1入棧，然后遇到 - ，1和4出棧，并且完成運(yùn)算，(-3)入棧，3進(jìn)棧，+入棧，(-3)和3出棧，完成運(yùn)算。
也就是說(shuō)，其實(shí)在計(jì)算機(jī)完成我們所編寫(xiě)的數(shù)學(xué)操作時(shí)，其實(shí)往往都是把我們的中綴表達(dá)式首先轉(zhuǎn)換為前綴表達(dá)式，然后完成計(jì)算，而Lisp采用前綴表達(dá)式，則是省去了這一個(gè)步驟，從而提高解釋器的效率。
那我們就來(lái)總結(jié)下前綴和中綴表達(dá)式的意義。
前綴表達(dá)式更加貼近計(jì)算機(jī)思維，方便計(jì)算。而中綴表達(dá)式更加貼近數(shù)學(xué)思維，容易被我們所理解。
那回顧下，我們之前寫(xiě)Add的代碼，如果說(shuō)我們?nèi)サ?運(yùn)算符，而且方法不加括號(hào)，是否采用擴(kuò)展方法，把C#的語(yǔ)法和Lisp的語(yǔ)法相結(jié)合，其實(shí)就成了這樣的形式。
- public int Add(int a,int b)
- {
- return a+b;
- }
- public static void Main(string[] args)
- {
- (set! result (Add a b))
- }
- public static class Extension
- {
- public static int Add(this int a,int b)
- {
- return a+b;
- }
- }
- public static void Main(string[] args)
- {
- (set! result (a Add b))
- }
還是后者更貼近我們的自然思維一些。
.NET Framework很強(qiáng)大，給我們提供了擴(kuò)展方法這個(gè)概念，那么如果沒(méi)有了擴(kuò)展方法，其他語(yǔ)言給出了怎么樣的解決方案呢?
那讓我們來(lái)看看Haskell給出的方案。
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5. 看看Haskell的方法
Haskell是一門(mén)函數(shù)式的語(yǔ)言，在FP大行其道的今天，Haskell這門(mén)久居深宮的語(yǔ)言也漸漸地浮出了水面。
廢話不多說(shuō)，我們只來(lái)看看Haskell是如何在沒(méi)有擴(kuò)展方法的情況下來(lái)解決語(yǔ)法和自然思維不相協(xié)調(diào)的問(wèn)題的。
讓我們先來(lái)編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的Haskell函數(shù)。
add x y = x + y
代碼很簡(jiǎn)單，沒(méi)什么值得多說(shuō)，讓我們來(lái)看看Haskell怎么調(diào)用。
這是我們傳統(tǒng)的調(diào)用方式，可是Haskell為了更貼近我們的自然思維，為參數(shù)個(gè)數(shù)數(shù)量為2的方法提供了這樣一個(gè)便捷的調(diào)用：
這就是Haskell為我們提供的“中綴表達(dá)式”的解決方案。
擴(kuò)展方法很好，但是當(dāng)我們的語(yǔ)言中沒(méi)有擴(kuò)展方法的時(shí)候，Haskell給我們提供了一個(gè)優(yōu)秀的典范。
6. 語(yǔ)言和類(lèi)庫(kù)
說(shuō)到這，我就想順便談?wù)勱P(guān)于語(yǔ)言擴(kuò)展和類(lèi)庫(kù)擴(kuò)展的問(wèn)題。
在《Masterminds of Programmming》一書(shū)中，Python語(yǔ)言之父Guido在接受采訪時(shí)，談到PEP(Python增強(qiáng)處理)時(shí)，順便說(shuō)到了關(guān)于在編寫(xiě)編程語(yǔ)言時(shí)，如何來(lái)根據(jù)用戶的意見(jiàn)來(lái)處理語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。
他談到：
如果某個(gè)用戶提出一個(gè)新特性，它幾乎不會(huì)成功。因?yàn)橛脩魧?duì)實(shí)現(xiàn)沒(méi)有全面的理解，他幾乎不可能提出一個(gè)合理的新特性。
那么在我看來(lái)什么是用戶?用戶就是使用這門(mén)語(yǔ)言來(lái)完成工作任務(wù)的人，他們往往需要的都是增加一個(gè)新功能，換句話說(shuō)，他們需要的僅僅是一個(gè)方法而已。
那么什么是增加語(yǔ)言特性，什么是增加類(lèi)庫(kù)方法，Guido也給出了比較合理的解釋。
如果某個(gè)特性對(duì)于Web來(lái)說(shuō)確實(shí)很棒，那么，對(duì)于加到語(yǔ)言中來(lái)說(shuō)，就未必是優(yōu)秀的特性了。如果它確實(shí)利于編寫(xiě)更短的函數(shù)，或者是有利于編寫(xiě)可維護(hù)更強(qiáng)的類(lèi)，把它添加到語(yǔ)言中可能就是一件好事。
其實(shí)Guido的意思很簡(jiǎn)單，是否增加到語(yǔ)言中，關(guān)于在于這個(gè)特性是否是領(lǐng)域相關(guān)的，如果是領(lǐng)域相關(guān)的，也許它需要做的僅僅是擴(kuò)展類(lèi)庫(kù)，無(wú)論是增加Python的類(lèi)庫(kù)，還是用C去擴(kuò)展Python API，總之無(wú)需對(duì)語(yǔ)言做出改變。
那么對(duì)于C#來(lái)說(shuō)，什么是類(lèi)庫(kù)的修改，什么是語(yǔ)言的修改，在我看來(lái)，每一個(gè)版本的修改都一定有著類(lèi)庫(kù)的修改，但是如果說(shuō)到語(yǔ)言的修改，應(yīng)該是僅僅當(dāng)MSIL發(fā)生變動(dòng)的時(shí)候，我們才可以說(shuō)語(yǔ)言發(fā)生了修改。//仔細(xì)想了一下，這個(gè)觀點(diǎn)有問(wèn)題....但是我沒(méi)找到更合適的語(yǔ)言來(lái)做比喻。也許應(yīng)該說(shuō)，只有當(dāng)語(yǔ)法的編譯規(guī)則發(fā)生改變的時(shí)候，我們才可以說(shuō)語(yǔ)言發(fā)生了修改。
Python也是一樣，增加了方法充其量是類(lèi)庫(kù)的修改，而僅僅是語(yǔ)言的解釋過(guò)程都發(fā)生了修改才可以算得上是語(yǔ)言層面的修改，例如從Python 2.x到Python3.x的大版本變動(dòng)。
總結(jié)
在本文中，主要是從擴(kuò)展方法說(shuō)起，談到我們?cè)撛趺礃痈玫木帉?xiě)更貼近自然語(yǔ)言的程序。
然后再到一些沒(méi)有擴(kuò)展方法語(yǔ)言給出的折衷實(shí)現(xiàn)。而對(duì)于Python，C等其他語(yǔ)言，我尚且沒(méi)有找到合適的方法來(lái)解決問(wèn)題。如果各位有好的辦法，希望各位補(bǔ)充給出解決方法。
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