API設(shè)計新思維：用流暢接口構(gòu)造內(nèi)部DSL

程序設(shè)計語言的抽象機制包含了兩個最基本的方面：一是語言關(guān)注的基本元素/語義；另一個是從基本元素/語義到復合元素/語義的構(gòu)造規(guī)則。在C、C++、Java、C#、Python等通用語言中，語言的基本元素/語義往往離問題域較遠，通過API庫的形式進行層層抽象是降低問題難度最常用的方法。比如，在C語言中最常見的方式是提供函數(shù)庫來封裝復雜邏輯，方便外部調(diào)用。(杭州網(wǎng)站制作)

不過普通的API設(shè)計方法存在一種天然的陷阱，那就是不管怎樣封裝，大過程雖然比小過程抽象層次更高，但本質(zhì)上還是過程，受到過程語義的制約。也就是說，通過基本元素/語義構(gòu)造更高級抽象元素/語義的時候，語言的構(gòu)造規(guī)則很大程度上限制了抽象的維度，我們很難跳出這個維度去，甚至可能根本意識不到這個限制。而SQL、HTML、CSS、make等DSL（領(lǐng)域特定語言）的抽象維度是為特定領(lǐng)域量身定做的，從這些抽象角度看問題往往最為簡單，所以DSL在解決其特定領(lǐng)域的問題時比通用程序設(shè)計語言更加方便。通常，SQL等非通用語言被稱為外部DSL（External DSL）；在通用語言中，我們其實也可以在一定程度上突破語言構(gòu)造規(guī)則的抽象維度限制，定義內(nèi)部DSL（Internal DSL）。

本文將介紹一種被稱為流暢接口（Fluent Interface）的內(nèi)部DSL設(shè)計方法。Wikipedia上Fluent Interface的定義是：

?

下面將分4個部分來逐步說明流暢接口在構(gòu)造內(nèi)部DSL中的典型應(yīng)用。

1.基本語義抽象

如果要輸出0..4這5個數(shù)，我們一般會首先想到類似這樣的代碼：

1. ?//Java ?
2. for?(int?i?=?0;?i?<?5;?++i)?{ ?
3. system.out.println(i); ?
4. }? ?
5. ?

而Ruby雖然也支持類似的for循環(huán)，但最簡單的是下面這樣的實現(xiàn)：

1. //Ruby ?
2. .times?{|i|?puts?i}? ?

Ruby中一切皆對象，5是Fixnum類的實例，times是Fixnum的一個方法，它接受一個block參數(shù)。相比for循環(huán)實現(xiàn)，Ruby 的times方式更簡潔，可讀性更強，但熟悉OOP的朋友可能會有疑問，times是否應(yīng)該作為整型類的方法呢？在OOP中，方法調(diào)用通常代表了向?qū)ο蟀l(fā)送消息，改變或查詢對象的狀態(tài)，times方法顯然不是對整型對象狀態(tài)的查詢和修改。如果你是Ruby的設(shè)計者，你會把times方法放入Fixnum類嗎？如果答案是否定的，那么Ruby的這種設(shè)計本質(zhì)上代表了什么呢？實際上，這里的times雖然只是一個普通的類方法，但它的目的卻與普通意義上的類方法不同，它的語義實際上類似于for循環(huán)這樣的語言基本語義，可以被視為一種自定義的基本語義。times的語義從一定程度上跳出了類方法的框框，向問題域邁進了一步！

另一個例子來自Eric Evans的“用兩個時間點構(gòu)造一個時間段對象”，普通設(shè)計：

1. 3?//Java ?
2. TimePoint?fiveOClock,?sixOClock; ?
3. TimeInterval?meetingTime?=?new?TimeInterval(fiveOClock,?sixOClock);? ?
4. ?

另一種Evans的設(shè)計是這樣：

1. 2?//Java ?
2. TimeInterval?meetingTime?=?fiveOClock.until(sixOClock);? ?

按傳統(tǒng)OO設(shè)計，until方法本不應(yīng)出現(xiàn)在TimePoint類中，這里TimePoint類的until方法同樣代表了一種自定義的基本語義，使得表達時間域的問題更加自然。

雖然上面的兩個簡單例子和普通設(shè)計相比看不出太大的優(yōu)勢，但它卻為我們理解流暢接口打下了基礎(chǔ)。重要的是應(yīng)該體會到它們從一定程度上跳出了語言基本抽象機制的束縛，我們不應(yīng)該再用類職責劃分、迪米特法則（Law of Demeter）等OO設(shè)計原則來看待它們。

2.管道抽象

在Shell中，我們可以通過管道將一系列的小命令組合在一起實現(xiàn)復雜的功能。管道中流動的是單一類型的文本流，計算過程就是從輸入流到輸出流的變換過程，每個命令是對文本流的一次變換作用，通過管道將作用疊加起來。在Shell中，很多時候我們只需要一句話就能完成log統(tǒng)計這樣的中小規(guī)模問題。和其他抽象機制相比，管道的優(yōu)美在于無嵌套。比如下面這段C程序，由于嵌套層次較深，不容易一下子理解清楚：

1. 2?//C ?
2. min(max(min(max(a,b),c),d),e)? ?

而用管道來表達同樣的功能則清晰得多：

1. ?
2. 2?#!/bin/bash ?
3. max?a?b?|?min?c?|?max?d?|?min?e? ?
4. ?

我們很容易理解這段程序表達的意思是：先求a，b的最大值；再把結(jié)果和c取最小值；再把結(jié)果和d求最大值；再把結(jié)果和e求最小值。

jQuery的鏈式調(diào)用設(shè)計也具有管道的風格，方法鏈上流動的是同一類型的jQuery對象，每一步方法調(diào)用是對對象的一次作用，整個方法鏈將各個方法的作用疊加起來。

1. 2?//Javascript ?
2. $("li").filter(":event").css("background-color",?"red");? ?
3. ?

3.層次結(jié)構(gòu)抽象

除了管道這種“線性”結(jié)構(gòu)外，流暢接口還可用于構(gòu)造層次結(jié)構(gòu)抽象。比如，用Javascript動態(tài)創(chuàng)建創(chuàng)建下面的HTML片段：

1. ?id="’product_123’"?class="’product’">?
2. ?src="’preview_123.jpg’"?alt=""?/>?
3. ?
   • Name:?iPad2?32G
   ?
   • Price:?3600
   ?
   ?