代码改变世界

[集成IronPython] 使CLR对象对动态语言更友好(二)—— 支持切片

2008-08-25 10:32 by Colin Han, ... 阅读, ... 评论, 收藏, 编辑

动态类型语言(以下简称:"动态语言"),在10年前就已流行起来。JavaScript更是成为了WEB前台开发的事实标准。但它们进入普通开发 人员的视野也就在近几年。随着Web2.0和敏捷开发方法论的兴起,动态语言的灵活高效的特性成为了它被更多项目选择和使用的理由。一些大型网站已开始使 用动态语言来实现,其中,国内比较优秀的作品有“豆瓣”。微软更是不甘落后,建立了DLR(动态语言运行时)来吸引动态语言爱好者在其上实现动态语言。IronPython就是其主要成员之一。

在本系列文章中,我们将逐步实现一个自定义控件,实现类似IDE的Immediate窗口的功能。用户可以在其中输入和运行IronPython代码。 【返回目录


上一节中, 我们在一个CLR对象上实现了几个SpecialName方法。实在是一个非常Special的Attribute。不管怎样,你会发现,在IronPython的扩展方面,这个东东将无处不在。

今天,我们将实现一个Collection对象,并且让这个Collection对象支持IronPython的一个最重要的功能——Slice(切片)。

还是先来看效果:


点击看大图

注:大家一定很奇怪,我为什么总是在使用IDE的Output窗口来查看print效果。还记得总目录里面有一章一直没有写吗?呵呵,因为我一直不知道如何重定向IronPython的标准输入输出。因此,只好拿Output窗口充数了。

另外一个需要说明的,大家会发现上面的输出窗口中多了几个空行,这个可能是因为"\r\n"和"\n"的差别引起的。

下面是IronPython的代码:

print TestCollection[0:9:2]

简单来说,“切片”是IronPython在序列类型对象(字符串,列表和元组)上支持的一套特殊的运算符。语法是:sequence[starting_index:ending_index:step]。意思是说,取出序列中从starting_index开始到ending_index结束,每隔step个元素组成的新序列。很实用的一个功能哦。

具体的IronPython的语法不是我们讨论的重点,我们直接切入主题,看看我怎样让我的一个Collection对象支持切片操作。

为了展示,我从System.Collections.ObjectModel.Collection<T>继承了一个Collection对象(这仅仅是为了实现的方便,你完全可以从头开始实现ICollection接口去实现一个你自己的Collection对象)。当我将这个对象添加到我的测试程序中后(新的DLRFriendlyCollection同上一节的DLRFriendlyObject一样,和DLConsole的实现没有直接的关系,因此它们都被定义在了测试工程中)。发现,如果调用切片操作,会产生一个ArgumentTypeException。(我还以为微软会将这个功能直接做在兼容性考虑里面呢)看来还是要们自己来做。

好在IronPython中提供了Slice对象。也就是说,你只需要在你的对象上实现了特定的接口,就可以提供对切片的支持了。让我们先从最基本的入手——取一个切片。

 1namespace TestDynamicLanguageConsole
 2{
 3    public class DLRFriendlyCollection : Collection<string>, INotifyPropertyChanged
 4    {
 5        public IEnumerable this[Slice slice]
 6        {
 7            get
 8            {
 9                if (slice == null)
10                {
11                    throw new ArgumentNullException("slice");
12                }

13                int start;
14                int stop;
15                int step;
16                slice.indices(this.Count, out start, out stop, out step);
17
18                DLRFriendlyCollection newCollection = new DLRFriendlyCollection();
19                if ((step > 0 && start >= stop) || (step < 0 && start <= stop))
20                {
21                    return newCollection;
22                }

23
24                for (int i = start; i < stop; i += step)
25                {
26                    newCollection.Add(this[i]);
27                }

28
29                return newCollection;
30            }

31        }

32    }

33}

呵呵,很简单,你只需要实现一个接受IronPython.Runtime.Slice对象作为参数的的索引器就可以了。并且让这个索引器返回一个枚举类型对象。

当然,IronPython关于切片的操作并不仅仅是取出一个切片,它还可以通过切片修改序列。下面是Set函数的实现:

set方法的实现

Python对切片的操作逻辑很复杂,这里就不详细的讨论了。我在上面的代码中加入了一些注释。相信可以帮助你理解实现。

最后,还有删除的操作:

删除方法的实现

注意,IronPython使用反射调用这些方法,因此不会有任何编译时检查,你需要自己确保这些方法的签名正确。(这一点,是我们这些静态类型语言er最不能理解的。)

最后再给一个IronPython中看起来酷酷的功能——列表解析

IronPython代码如下:

print [ i for i in TestCollection if int(i) % 2 == 0 ]

也就是说,返回一个符合if后面条件的项目的集合。呵呵,是不是有点像Linq的语法,幸运的是,支持上面的语法,我们不需要写任何代码。否则,我又要写一篇Blog了。

好的,我们已经实现了一些我认为对于IronPython很重要的一些语法的支持。IronPython还有很多重要的语法,可以帮助开发人员快速的实现业务逻辑,而不像C#那样,什么都还没有做,先自动生成外加手写了1000+代码。我对IronPython并不很熟悉。如果你对IronPython很熟悉,并且认为IronPython中还有其它的很重要的功能,而你又不知道如何让你的嵌入对象支持这个功能的。在下面留言。我会考虑再写一篇博客实现一下。

这些支持的代码确实已经很精简了(至少比扩展CPython容易多了,《Python核心编程》中关于扩展一节我都没能够深入的读下去,太多的类库和依赖了)。但是,实现这些功能,我们不得不修改现有类型的接口。有时候,这样的修改是难以完成的。比如:

有时候,我们不想在我们的业务逻辑对象上暴露这些类似"__delslice__"的方法。
有时候,我们不能在已有的系统已经定义的类型上添加这些方法。
有时候,对象的创建不由我们控制,因此我们也不能通过继承来增加这些方法。

下一节,我们将会不通过继承,在已有CLR类型上添加这些方法。每周一节,敬请关注feedsky

大家可以从这里下载可运行的源代码。

免责声明:本系列文章,完全是我个人研读 IronPython源代 码后找到的实现方案,并未详细的研究过IronPython的相关官方文档。因此,并不保证符合微软DLR和IronPython的设计思路,亦不能保证 在DLR和IronPython 2.0正式发布后能够继续使用。