论面向组合子程序设计方法 之 南无阿弥陀佛 设计模式OOCC++C#

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：

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）：

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。

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：

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：

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：

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

而写成：

c1.method("method");;

可以避免写：

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

而写成：

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：

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

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

高阶代码会变成：

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：

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*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：

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

a <- createA
b <- createB a

也要能够写成：

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。