最近看《CLR via C#(第4版)》

读到第五章末尾dynamic基元类型时,看了下作者的一个利用dynamic动态调用string类型的Contains方法(静态方法)的实现,突然发现这个不就是Ruby的method missing么!虽然当时已经夜深,仍忍不住起来试试,写了个利用Dynamic构建Xml的小Demo,非常有趣。于是有了本文。

所以,我当时想处理什么问题呢?

Ruby的method missing机制,会ruby,用过ror框架(Ruby on Rails)的肯定见识过。

RoR框架中的数据层,可以仅从方法名称中就可以推导出所需的sql查询条件(这个方法甚至没有定义过!)。在没有任何方法实现的情况下,由ruby提供机制以在运行时处理当我找不到那个方法时,我应该做点什么?,即method missing,在其中仅通过解析方法名,就可以构造sql语句并返回正确的查询结果。

忘了是几年前,当时应该ruby才1.9版左右,看到这个特性,感觉特别惊艳。

而,CSharp在拥有dynamic后,也可以做到类似的事情,处理sql可能略繁琐,这里以构建Xml为例。

我想要的效果是,让类似以下的代码(控制台项目)能运行,并且返回一个Xml结构:

var xmlWrapper =
(某个dynamic对象)
.A
.B
.C
.D
.E;//ABCDE可以是任何字符串,当然没有任何预先的方法或者属性定义

期望的结果是:

<root>
<A>
<B>
<C>
<D>
<E />
</D>
</C>
</B>
</A>
</root>

这个好处是什么呢?构建Xml的时候,将多余字符减少到最少!恩,程序员都是懒人。

Step1 首先我们需要一个dynamic

上面的变量名xmlWrapper揭示了,我们需要一个Wrapper,这个Wrapper提供了dynamic的运行时绑定机制。

而且,我们观察一下期望的代码书写方式(某个dynamic对象).A.B.C而非.A().B().C(),所以我们要针对动态调用属性进行处理。

给Wrapper起个名字叫XmlDynamicConstructor,于是我们先有最初的版本:

public sealed class XmlDynamicConstructor : DynamicObject
{
public XElement Element { get; } public XmlDynamicConstructor(XElement element)
{
//初始化时构建一个XElement对象,如上面期望结果中的root节点
Element = element;
} public override bool TryGetMember(GetMemberBinder binder, out object result)
{
var name = binder.Name;//获取调用时的名称,如上面的A
var child = new XElement(name);
child.Add(Element);
//为了能继续“链式”调用,必须将返回结果设为一个Wrapper,
//这里以节点A作为下一步处理的“根节点”
result = new XmlDynamicConstructor(child);
return true;
}
}

原理很简单,dynamic调用时,我们知道A这个属性或是A()方法并未定义过,所以在Wrapper中进行处理,将A构造为Xml的一个节点,然后继续返回包含A的Wrapper做下一步处理,又能在A节点中以同样的方式加入B节点,如此,一直继续下去。。。

最后,我们尝试输出xmlWrapper的Element对象:

<E>
<D>
<C>
<B>
<A>
<root />
</A>
</B>
</C>
</D>
</E>

额,为啥反了。。。

原来是疏忽了,应该将child.Add(Element);修正为Element.Add(child),再运行:

<E />

勒个去,剩一个节点了?好吧,xmlWrapper这个变量,在每次调用时都被替换为子节点的引用了。

由于调用的执行是按栈的方式进行的,貌似这个问题不好处理。我们暂且保留下root那个XElement对象的引用,输出root节点看看:

修改Main()如下:

var root = new XElement("root");
var xmlWrapper =
((dynamic)new XmlDynamicConstructor(root))
.A
.B
.C
.D
.E; Console.WriteLine(root);
Console.ReadLine();

输出:

<root>
<A>
<B>
<C>
<D>
<E />
</D>
</C>
</B>
</A>
</root>

OK,对了!但是每次都要保留根节点,比较心塞,怎么解决这个问题?Wrapper内再加点东西?

Step2 改良,传递根节点引用,重写xmlWrapper的ToString

首先,从上面的结果来看,整个Xml的构建是没问题的,就是输出方式有点难看,我们分析分析。

从调用方式上看,xmlWrapper虽然事实上每次调用后都会被替换为子节点的Wrapper,但是我更期望能直接Console.Write输出从root节点开始的整个结构。所以我们必须能在任何一个节点上都能找到根节点。

改进下XmlDynamicConstructor,如下:

public sealed class XmlDynamicConstructor : DynamicObject
{
public XElement Element { get; }
//调用任一节点Wapper的RootElement时,实际返回的是root的Element
public XElement RootElement { get { return _root.Element; } } private XmlDynamicConstructor _root;//保存root节点的Wrapper public XmlDynamicConstructor(XElement element)
{
//初始化时构建一个XElement对象,如上面期望结果中的root节点
Element = element;
_root = this;
} public XmlDynamicConstructor(XElement element, XmlDynamicConstructor root)
{
Element = element;
_root = root;
} public override bool TryGetMember(GetMemberBinder binder, out object result)
{
var name = binder.Name;//获取调用时的名称,如上面的A
var child = new XElement(name);
Element.Add(child);
//为了能继续“链式”调用,必须将返回结果设为一个Wrapper,
//这里以节点A作为下一步处理的“根节点”
result = new XmlDynamicConstructor(child, _root);//传递 _root
return true;
} public override string ToString()
{
return RootElement.ToString();//可直接用Console.Write输出xmlWrapper对象
}
}

改下调用代码,如下:

var xmlWrapper =
((dynamic)new XmlDynamicConstructor(new XElement("root")))
.A
.B
.C
.D
.E; Console.WriteLine(xmlWrapper);

输出,符合预期!调用方式也比前面要人性化很多!

Step3 不能光会增加子节点,兄弟节点呢?

观察上面的调用方式,CSharp中的方法调用、属性调用的点符号已经被使用于增加子节点了,那么我们要换个符号用于增加兄弟节点,就用加号吧。

XmlDynamicConstructor敲个override看看,看来看去只有TryBinaryOperation比较像。

public override bool TryBinaryOperation(
BinaryOperationBinder binder, object arg, out object result)
{
if (!(arg is XmlDynamicConstructor))
{
throw new ArgumentException(
"operatiing object should be type of XmlDynamicConstructor!");
} dynamic brother = arg; //AddChecked是指执行溢出检测的加法运算
if (binder.Operation == ExpressionType.Add
|| binder.Operation == ExpressionType.AddChecked)
{
Element.AddAfterSelf(brother.RootElement);
}
else
{
throw new NotImplementedException();
} result = this;
return true;
}

依然很简单的代码,试试看:

static void Main(string[] args)
{
var xmlWrapper =
((dynamic)
new XmlDynamicConstructor(new XElement("root")))
.A
.B
.C
.D
.E
+
((dynamic)
new XmlDynamicConstructor(
new XElement("F")))
.G
.H
.I; Console.WriteLine(xmlWrapper);
Console.ReadLine();
}

输出:

<root>
<A>
<B>
<C>
<D>
<E />
<F>
<G>
<H>
<I />
</H>
</G>
</F>
</D>
</C>
</B>
</A>
</root>

我们可以看到节点E和节点F成兄弟节点了,并且F还带着子节点。

Step4 继续改良,要考虑下为Xml节点添加属性了

前面我们overrideTryGetMemberTryBinaryOperation,我们可以看到他们分别对应dynamic调用属性和运算符时的处理。那么方法呢?

再来个override,发现TryInvokeMember比较像(不再单独演示结果):

public override bool TryInvokeMember(
InvokeMemberBinder binder, object[] args, out object result)
{
var name = GetName(binder.Name);
var child = new XElement(name); if (args.Length > 0)
{
var arg = args[0];
//一个辅助方法设置XElemnt的xml属性
XDC.SetAttributes(child, arg);
} Element.Add(child);
result = new XmlDynamicConstructor(child, _root);
return true;
}

还有之前((dynamic) new XmlDynamicConstructor(new XElement("root")))这行比较丑,换个短点的,比如XDC.New("root")

篇幅已经挺长,不再单独演示了。

总结

通过继承DynamicObject,我们可以自定义如何处理dynamic类型的运行时动态绑定。当然这肯定有一定的性能开销,但是对于某些任务,这个机制是极其方便的,甚至可以说是非常潇洒的,正因如此,Ruby的method missing也被誉为Ruby程序员的梦中情人

希望本文能给大家一定收获。

完整代码请见TinyDSL.Xml

完整版XmlDynamicConstructor大概就80多行代码,XDC也才20几行,文章标题上说的100行写个DSL基本达成。

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