没有语言只有框架

.NET推崇这样一种思想：相对于框架而言，语言处于从属、次要的地位。CodeDom名称空间中包含的类是这一思想的集中体现。我们可以用CodeDom构造一个树或图，用System.CodeDom名称空间的类填充它，完成后，用对应各种.NET语言的CodeProvider对象将树结构转换成该种语言的代码。要更换一种语言，简单到只需更换一下最后用到的CodeProvider对象。

  　　设想一下，利用这一技术，我们至少能够：

  　　·查询存储过程的元数据，构造出一个负责参数绑定的类。

  　　·查询程序集的manifest，构造出一个对每个函数执行单元测试的类。

  　　·为开发组用到的每一种语言生成样板代码。

  　　·只需写一份范例代码，就可以让用户自由选择他们要查看哪一种语言的版本。

  　　·自定义模板语法，经解析后生成任意语言的代码。

  　　·如果要学习某种不熟悉的语言，可以生成该语言的代码，然后将它与熟悉的语言比较。

  　　一、基本操作

  　　System.CodeDom名称空间包含了许多以语言中立的形式描述常见程序结构的对象，每一种语言的细节则由与该种语言对应的CodeProvider对象负责处理。例如，CodeConditionStatement包含一个TrueStatements集合、一个FalseStatements集合和一个条件属性（Condition attribute），但不涉及条件语句块要用“end if”还是右花括号“}”结束，这部分细节由CodeProvider处理。有了这一层抽象，我们就可以描述待生成的代码结构，然后将它以任意语言的形式输出，却不必斤斤计较于各种与特定语言有关的细节问题。同时，这种抽象也为我们通过程序改变代码的结构带来了方便。例如，当我们发现某个方法需要增加一个参数时，就可以将参数加入到该方法的Parameters集合，根本无须改动已生成的代码逻辑。

  　　我们在本文中要用到的大部分对象来自System.CodeDom名称空间，其余对象主要来自各个与特定语言有关的名称空间，例如Microsoft.CSharp名称空间、Microsoft.VisualBasic名称空间、Microsoft.JScript名称空间和Microsoft.VJSharp名称空间。所有这些面向特定语言的名称空间都包含各自的CodeProvider对象。最后，System.CodeDom.Complier名称空间定义ICodeGenerator接口，后者用来把生成的代码输出到一个TextWriter对象。

  　　如果我们只要生成一些用于插件或宏的代码片断，可以利用CodeGenerator从Statement、Expression、Type等生成代码。反之，如果我们要生成的是一个完整的文件，则必须从CodeNameSpace对象入手。在本文的例子中，我们将从一个名称空间开始，示范如何加入import语句、声明类、声明方法、声明变量、实现一个循环结构、索引一个数组，最后，我们将这些技术结合起来，得到一个大家都熟悉的程序。

  　　1.1 初始化名称空间

  　　初始化名称空间的代码类似下面这种形式：

private CodeNameSpace InitializeNameSpace(string Name)
2

{
3

// 初始化CodeNameSpace变量，指定名称空间的名称
4

CodeNameSpace CurrentNameSpace = new CodeNamespace (Name);
5

// 将一些名称空间加入到要导入的名称空间集合。
6

// 各种语言如何导入名称空间的细节由每种语言对应
7

// 的CodeProvider分别处理。
8

CurrentNameSpace.Imports.Add (new CodeNamespaceImport("System"));
9

CurrentNameSpace.Imports.Add (new CodeNamespaceImport("System.Text"));
10

return CurrentNameSpace;
11

}
12

  　　这段代码定义了一个新的名称空间，并导入System和System.Text名称空间。

  　　1.2 创建类

  　　声明一个新类的代码类似下面这种形式：

private CodeTypeDeclaration CreateClass (string Name)
3

{
4

// 新建一个CodeTypeDeclaration对象，指定要创建的类的名称
5

CodeTypeDeclaration ctd = new CodeTypeDeclaration (Name);
6

// 指定这个CodeType是一个类，而不是一个枚举变量或struct
7

ctd.IsClass = true;
8

// 这个类的访问类型是public
9

ctd.Attributes = MemberAttributes.Public;
10

// 返回新创建的类
11

return ctd;
12

}
13

  　　CreateClass函数新建一个指定名称的类，做好为该类植入方法、属性、事件的准备。

  　　1.3 创建方法

  　　声明一个新函数的代码类似下面这种形式：

private CodeEntryPointMethod CreateMethod()
3

{
4

// 创建一个方法
5

CodeEntryPointMethod method = new CodeEntryPointMethod();
6

// 指定该方法的修饰符：public，static
7

method.Attributes = MemberAttributes.Public |
8

MemberAttributes.Static;
9

// 返回新创建的方法
10

return method;
11

}
12

  　　本例创建了一个CodeEntryPointMethod对象。CodeEntryPointMethod对象类似于CodeMemberMethod对象，两者的不同之处在于，CodeProvider会将CodeEntryPointMethod代表的方法作为类的入口点调用，例如作为Sub Main或void main等。对于CodeEntryPointMethod对象，方法的名称默认为Main；对于CodeMemberMethod，方法的名称必须显式指定。

  　　1.4 声明变量

  　　声明一个变量的代码类似下面这种形式：

private CodeVariableDeclarationStatement
2

DeclareVariables(System.Type DataType,
3

string Name)
4

{
5

// 为将要创建的变量类型创建一个CodeTypeReference对象，
6

// 这使得我们不必去关注该类数据在特定语言环境中的
7

// 与数据类型有关的细节问题。
8

CodeTypeReference tr = new CodeTypeReference (DataType );
9

// CodeVariableDeclarationStatement对象使得我们不必纠缠于
10

// 与特定语言有关的下列细节：在该语言的变量声明语句中，
11

// 应该是数据类型在前，还是变量名称在前；声明变量时是
12

// 否要用到Dim之类的关键词.
13

CodeVariableDeclarationStatement Declaration =
14

new CodeVariableDeclarationStatement(tr, Name);
15

// CodeObjectCreateExpression负责处理所有调用构造器的细节。
16

// 大多数情况下应该是new，但有时要使用New。但不管怎样，
17

// 我们不必去关注这些由语言类型决定的细节.
18

CodeObjectCreateExpression newStatement = new
19

CodeObjectCreateExpression ();
20

// 指定我们要调用其构造器的对象.
21

newStatement.CreateType = tr;
22

// 变量将通过调用其构造器的方式初始化.
23

Declaration.InitExpression = newStatement;
24

return Declaration;
25

}
26

  　　每一种.NET语言都有其特定的数据类型名称，所有这些数据类型都被映射到公共的.NET语言类型。例如，对于C#中称为int的数据类型，在VB.NET中是Integer，公共的.NET类型是System.Int32。CodeTypeReference对象直接使用.NET公共数据类型，以后由每种语言的CodeProvider将它转换成符合各自语言规范的类型名称。

  　　1.5 初始化数组

  　　初始化一个数组的代码类似下面这种形式：

private void InitializeArray (string Name,
2

params char[] Characters )
3

{
4

// 从参数中传入的字符数组获得一个CodeTypeReference 对象，
5

// 以便在生成的代码中复制该数据类型.
6

CodeTypeReference tr = new CodeTypeReference (Characters.GetType());
7

// 声明一个匹配原始数组的数组
8

CodeVariableDeclarationStatement Declaration =
9

new CodeVariableDeclarationStatement (tr, Name);
10

// CodePrimitiveExpression代表“基本”或值数据类型，
11

// 例如char、int、double等等。
12

// 我们将用这类基本数据类型构成的一个数组来
13

// 初始化我们正在声明的数组。
14

CodePrimitiveExpression[] cpe = new
15

CodePrimitiveExpression[Characters.Length];
16

// 循环遍历原始字符数组，
17

// 为CodePrimitiveExpression类型的数组创建对象。
18

for (int i = 0; i < Name.Length ; i++)
19

{
20

// 每一个CodePrimitiveExpression将有一个字符的语言
21

// 中立的表示。
22

cpe[i] = new CodePrimitiveExpression (Characters[i]);
23

}
24

// CodeArrayCreateExpression负责调用数组中数据类型的
25

// 默认构造器。
26

// 由于我们还传入了一个CodePrimitiveExpression的数组，
27

// 所以不必指定数组的大小，且数组中的每一个元素都将有
28

// 合适的初值。
29

CodeArrayCreateExpression array = new
30

CodeArrayCreateExpression(tr, cpe);
31

// 指定：该CodeArrayCreateExpression将初始化数组变量声明。
32

Declaration.InitExpression = array;
33

return Declaration;
34

}
35

  　　1.6 定义循环结构

  　　声明一个循环结构的代码类似下面这种形式：

private CodeIterationStatement CreateLoop(string LoopControlVariableName)
2

{
3

// 声明一个新的变量，该变量将作为
4

// 循环控制变量
5

CodeVariableDeclarationStatement Declaration;
6

// 声明一个管理所有循环逻辑的CodeIterationStatement
7

CodeIterationStatement forloop = new CodeIterationStatement();
8

// 为动态声明的变量指定数据类型的另一种方法：
9

// 用typeof函数获得该数据类型的Type对象，不必
10

// 用到该类数据的变量
11

Declaration = new CodeVariableDeclarationStatement(typeof (int),
12

LoopControlVariableName);
13

// 指定一个简单的初始化表达式：
14

// 将新变量设置为0
15

Declaration.InitExpression = new CodeSnippetExpression ("0");
16

// 这个新声明的变量将用来初始化循环
17

forloop.InitStatement = Declaration;
18

// CodeAssignStatement用来处理赋值语句。
19

// 这里使用的构造器要求提供两个表达式，第一个位于
20

// 赋值语句的左边，第二个位于赋值语句的右边。
21

// 另一种办法是：调用默认的构造器，然后分别显式设置
22

// 左、右两个表达式。
23

CodeAssignStatement assignment = new CodeAssignStatement(
24

new CodeVariableReferenceExpression(LoopControlVariableName),
25

new CodeSnippetExpression (LoopControlVariableName + " + 1" ));
26

// 在循环迭代中使用赋值语句。
27

forloop.IncrementStatement = assignment;
28

// 当循环控制变量超出数组中的字符个数时，
29

// 循环结束
30

forloop.TestExpression = new CodeSnippetExpression
31

(LoopControlVariableName + " < Characters.Length");
32

return forloop;
33

}
34

  　　注意，这里我们用typeof函数直接获得循环控制变量的数据类型的Type对象，而不是通过声明一个CodeTypeReference对象的方式。这是CodeVariableDeclartionStatement的又一个构造器，实际上其构造器的总数多达7种。

  　　1.7 索引数组

  　　索引一个数组的代码类似下面这种形式：

private CodeArrayIndexerExpression
3

CreateArrayIndex(string ArrayName, string IndexValue )
4

{
5

// 新建一个CodeArrayIndexerExpression
6

CodeArrayIndexerExpression index = new CodeArrayIndexerExpression ();
7

// Indices属性是一个能够支持多维数组的集合。不过这里我们只需要
8

// 一个简单的一维数组。
9

index.Indices.Add ( new CodeVariableReferenceExpression (IndexValue));
10

// TargetObject指定了要索引的数组的名称。
11

index.TargetObject = new CodeSnippetExpression (ArrayName);
12

return index;
13

}
14

  　　CodeArrayIndexerExpression对象处理数组索引方式的种种差异。例如，在C#中数组以ArrayName[IndexValue]的方式索引；但在VB.NET中，数组以ArrayName(IndexValue)的方式索引。CodeArrayIndexerExpression允许我们忽略这种差异，将注意力集中到其他更重要的问题，例如要索引哪一个数组、要访问第几个数组元素。

  　　二、装配出树结构

  　　我们可以把前面定义的所有函数加入到一个类，通过构造器初始化，例如：

public CodeDomProvider()
2

{
3

CurrentNameSpace = InitializeNameSpace("TestSpace");
4

CodeTypeDeclaration ctd = CreateClass ("HelloWorld");
5

// 把类加入到名称空间
6

CurrentNameSpace.Types.Add (ctd);
7

CodeEntryPointMethod mtd = CreateMethod();
8

// 把方法加入到类
9

ctd.Members.Add (mtd);
10

CodeVariableDeclarationStatement VariableDeclaration =
11

DeclareVariables (typeof (StringBuilder), "sbMessage");
12

// 把变量声明加入到方法
13

mtd.Statements.Add (VariableDeclaration);
14

CodeVariableDeclarationStatement array = InitializeArray
15

("Characters", 'H', 'E', 'L', 'L', 'O', ' ',
16

'W', 'O', 'R', 'L', 'D');
17

// 把数组加入到方法
18

mtd.Statements.Add (array);
19

CodeIterationStatement loop = CreateLoop("intCharacterIndex");
20

// 把循环加入到方法
21

mtd.Statements.Add (loop);
22

// 数组索引
23

CodeArrayIndexerExpression index = CreateArrayIndex("Characters",
24

"intCharacterIndex");
25

// 加入一个语句，它将调用sbMessage对象的“Append”方法
26

loop.Statements.Add (new CodeMethodInvokeExpression (
27

new CodeSnippetExpression ("sbMessage"),"Append",
28

index));
29

// 循环结束后，输出所有字符追加到sbMessage对象
30

// 后得到的结果
31

mtd.Statements.Add (new CodeSnippetExpression
32

("Console.WriteLine (sbMessage.ToString())"));
33

}
34

  　　构造器的运行结果是一个完整的CodeDom树结构。可以看到，至此为止我们的所有操作都独立于目标语言。最后生成的代码将以属性的形式导出。

  　　三、输出生成结果

  　　构造好CodeDom树之后，我们就可以较为方便地将代码以任意.NET语言的形式输出。每一种.NET语言都有相应的CodeProvider对象，CodeProvider对象的CreateGenerator方法能够返回一个实现了ICodeGenerator接口的对象。ICodeGenerator接口定义了用来生成代码的所有方法，而且允许我们定义一个用来简化属性输出的辅助方法。下面的辅助方法GenerateCode负责设置好合适的TextWriter以供输出代码，以字符串的形式返回结果文本。

private string GenerateCode (ICodeGenerator CodeGenerator)
2

{
3

// CodeGeneratorOptions允许我们指定各种供代码生成器
4

// 使用的格式化选项
5

CodeGeneratorOptions cop = new CodeGeneratorOptions();
6

// 指定格式：花括号的位置
7

cop.BracingStyle = "C";
8

// 指定格式：代码块的缩进方式
9

cop.IndentString = " ";
10

// GenerateCodeFromNamespace要求传入一个TextWriter以
11

// 容纳即将生成的代码。这个TextWriter可以是一个StreamWriter、
12

// 一个StringWriter或一个IndentedTextWriter。
13

// StreamWriter可用来将代码输出到文件。
14

// StringWriter可绑定到StringBuilder，后者可作为一个变量引用。
15

// 在这里，我们把一个StringWriter绑定到StringBuilder sbCode。
16

StringBuilder sbCode = new StringBuilder();
17

StringWriter sw = new StringWriter(sbCode);
18

// 生成代码！
20

CodeGenerator.GenerateCodeFromNamespace(CurrentNameSpace, sw,cop);
21

return sbCode.ToString();
22

}
23

  　　有了这个辅助函数，要获取各种语言的代码就相当简单了：

public string VBCode
2

{
3

get
4

{
5

VBCodeProvider provider = new VBCodeProvider ();
6

ICodeGenerator codeGen = provider.CreateGenerator ();
7

return GenerateCode (codeGen);
8

}
9

}
11

public string JScriptCode
13

{
14

get
15

{
16

JScriptCodeProvider provider = new JScriptCodeProvider ();
17

ICodeGenerator codeGen = provider.CreateGenerator ();
18

return GenerateCode(codeGen);
19

}
20

}
22

public string JSharpCode
24

{
25

get
26

{
27

VJSharpCodeProvider provider = new VJSharpCodeProvider ();
28

ICodeGenerator codeGen = provider.CreateGenerator ();
29

return GenerateCode (codeGen);
30

}
31

}
33

public string CSharpCode
35

{
36

get
37

{
38

CSharpCodeProvider provider = new CSharpCodeProvider();
39

ICodeGenerator codeGen = provider.CreateGenerator ();
40

return GeneratorCode (codeGen);
41

}
42

}
44

  　　四、显示出生成的代码

  　　为输出代码，我们要用到一个简单的.aspx文件，它有四个标签，分别对应一种.NET语言：

<table width="800" border="1">
2

<tr>
3

<th>VB.NET代码</th>
4

</tr>
5

<tr >
6

<td>
7

<asp:Label ID="vbCode" Runat="server" CssClass="code">
8

</asp:Label>
9

</td>
10

</tr>
11

<tr>
12

<th>
13

C#代码</th></tr>
14

<tr>
15

<td><asp:Label ID="csharpcode" Runat="server" CssClass="code">
16

</asp:Label></td>
17

</tr>
18

<tr>
19

<th>J#代码</th></tr>
20

<tr >
21

<td>
22

<asp:Label ID="JSharpCode" Runat="server" CssClass="code">
23

</asp:Label>
24

</td>
25

</tr>
26

<tr>
27

<th>JScript.NET代码</th>
28

</tr>
29

<tr>
30

<td><asp:Label ID="JScriptCode" Runat="server" CssClass="code">
31

</asp:Label></td>
32

</tr>
33

</table>
34

  　　在后台执行的代码中，我们实例化一个前面创建的CodeDomProvider类的实例，把它生成的代码赋值给.aspx页面的相应标签的Text属性。为了使Web页面中显示的代码整齐美观，有必要做一些简单的格式化，替换换行符号、空格等，如下所示：

private string FormatCode (string CodeToFormat)
3

{
4

string FormattedCode = Regex.Replace (CodeToFormat, "\n", "<br>");
5

FormattedCode = Regex.Replace (FormattedCode, " " , " ");
6

FormattedCode = Regex.Replace (FormattedCode, ",", ", ");
7

return FormattedCode;
8

}
9

  　　下面把生成的代码显示到Web页面：

private void Page_Load(object sender, System.EventArgs e)
3

{
4

HelloWorld.CodeDomProvider codegen = new HelloWorld.CodeDomProvider ();
6

vbCode.Text = FormatCode (codegen.VBCode);
7

csharpcode.Text = FormatCode (codegen.CSharpCode);
8

JScriptCode.Text = FormatCode (codegen.JScriptCode);
9

JSharpCode.Text = FormatCode (codegen.JSharpCode);
10

Page.EnableViewState = false;
11

}
12

　　输出结果如下：
16

VB.NET代码
18

Imports System
20

Imports System.Text
21

Namespace HelloWorld
23

Public Class Hello_World
25

Public Shared Sub Main()
27

Dim sbMessage As System.Text.StringBuilder = _
28

New System.Text.StringBuilder
29

Dim Characters() As Char = New Char() {_
30

Microsoft.VisualBasic.ChrW(72), _
31

Microsoft.VisualBasic.ChrW(69), _
32

Microsoft.VisualBasic.ChrW(76), _
33

Microsoft.VisualBasic.ChrW(76), _
34

Microsoft.VisualBasic.ChrW(79), _
35

Microsoft.VisualBasic.ChrW(32), _
36

Microsoft.VisualBasic.ChrW(87), _
37

Microsoft.VisualBasic.ChrW(79), _
38

Microsoft.VisualBasic.ChrW(82), _
39

Microsoft.VisualBasic.ChrW(76), _
40

Microsoft.VisualBasic.ChrW(68)}
41

Dim intCharacterIndex As Integer = 0
42

Do While intCharacterIndex < Characters.Length
43

sbMessage.Append(Characters(intCharacterIndex))
44

intCharacterIndex = intCharacterIndex + 1
45

Loop
46

Console.WriteLine (sbMessage.ToString())
47

End Sub
48

End Class
49

End Namespace
50

C#代码
52

namespace HelloWorld
54

{
55

using System;
56

using System.Text;
57

public class Hello_World
59

{
60

public static void Main()
61

{
62

System.Text.StringBuilder sbMessage = new
63

System.Text.StringBuilder();
64

char[] Characters = new char[] {
65

'H',
66

'E',
67

'L',
68

'L',
69

'O',
70

' ',
71

'W',
72

'O',
73

'R',
74

'L',
75

'D'};
76

for (int intCharacterIndex = 0;
77

intCharacterIndex < Characters.Length;
78

intCharacterIndex = intCharacterIndex + 1)
79

{
80

sbMessage.Append(Characters[intCharacterIndex]);
81

}
82

Console.WriteLine (sbMessage.ToString());
83

}
84

}
85

}
86

J#代码
88

package HelloWorld;
90

import System.*;
91

import System.Text.*;
92

public class Hello_World
95

{
96

public static void main(String[] args)
97

{
98

System.Text.StringBuilder sbMessage = new
99

System.Text.StringBuilder();
100

char[] Characters = new char[]
101

{
102

'H',
103

'E',
104

'L',
105

'L',
106

'O',
107

' ',
108

'W',
109

'O',
110

'R',
111

'L',
112

'D'}
113

;
114

for (int intCharacterIndex = 0;
115

intCharacterIndex < Characters.Length;
116

intCharacterIndex = intCharacterIndex + 1)
117

{
118

sbMessage.Append(Characters[intCharacterIndex]);
119

}
120

Console.WriteLine (sbMessage.ToString());
121

}
122

}
123

124

125

JScript.NET代码
126

127

128

//@cc_on
129

//@set @debug(off)
130

131

import System;
132

import System.Text;
133

134

package HelloWorld
135

{
136

137

public class Hello_World
138

{
139

140

public static function Main()
141

{
142

var sbMessage : System.Text.StringBuilder =
143

new System.Text.StringBuilder();
144

var Characters : char[] =
145

['H', 'E', 'L', 'L', 'O', ' ', 'W', 'O', 'R', 'L', 'D'];
146

for (var intCharacterIndex : int = 0;
147

; intCharacterIndex < Characters.Length;
148

intCharacterIndex = intCharacterIndex + 1)
149

{
150

sbMessage.Append(Characters[intCharacterIndex]);
151

}
152

Console.WriteLine (sbMessage.ToString());
153

}
154

}
155

}
156

HelloWorld.Hello_World.Main();
157

  　　总结：CodeDom体现了.NET中语言的重要性不如框架的思想。本文示范了如何运用一些常用的CodeDom类，几乎每一个使用CodeDom技术的应用都要用到这些类。作为一种结构化的代码生成技术，CodeDom有着无限的潜能，唯一的约束恐怕在于人们的想象力。

发表于 2006-09-25 13:41 坚强2002 阅读(843) 评论(1) 收藏举报

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没有语言只有框架

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