利用C++、scala等語言的運算子多載功能定製領特定領域語言（DSL，Domain-Specific Language ）

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領特定領域語言（DSL，Domain-Specific Language ）是近年來的熱門話題。關於DSL，有一個趨勢就是在通用語言中整合DSL。

很多年以前，我們如果要在通用語言中使用DSL，通常需要用字串，比如作資料庫訪問，就要拼接一串SQL語句。缺點有很多：a) 不自然，特殊字元需要轉義；b) 容易留下SQL注入的漏洞；c) 缺乏語法檢查，拼錯了一個單詞還要到運行時才能知道出錯，調試起來麻煩。

不 過現在是二十一世紀了。許多語言都內建了一些DSL。比如JavaScript、ActionScript等ECMAScript語言中的新特性E4X， 可以方便的使用XML和XPath。再比如說C# 3.0中的LINQ運算式，可以寫SQL查詢。這是一個很好的現象，不過本文所講的則是“定製”DSL，可以不僅僅用上語言本身提供的DSL，還能建立自 己的DSL.

這可以靠運算子多載實現。我最早接觸運算子多載是C++，這個特性原本並未打算用來設計DSL，只是希望簡化一些日常操作的 代碼，比如字串串連。不過現在是二十一世紀了。終於出現了一群變態程式員把這個特性的潛力挖掘了出來。boost中的許多庫都用運算子多載實現了 DSL，比如Boost.Xpressive（實現了Regex）、Boost.Spirit（實現了BNF範式）、Boost.Phoenix（實現了 匿名函式宣告或者說Lambda運算式）。我自己也用運算子多載實現過static_lambda，可以把一個匿名函數變成一個靜態類型的類，用到模板參 數裡面。

根據我用過的經驗，這個技術是有用的，Boost.Xpressive和Boost.Spirit都很實用。

不過用C++運算子多載實現的DSL還是有很多致命問題的：
1. C++98的模板缺少可變數量的模板參數這個特性。
2. C++98的左值右值引用的匹配有嚴重缺陷。
3. C++編譯速度太慢。
4. C++不支援重載空格。

前兩個問題是C++98的問題，再過幾年如果C++0x普及了就解決了。
第三個問題是老大難問題，估計等到太陽變成紅色巨星的時候都未必能解決。不過C++倒是有其繼承者D語言，編譯速度奇快無比，用來定製DSL倒是不錯，只不過現在用D語言做應用開發又缺乏相應的庫、IDE啥的，因而D語言開發的項目很罕見。
第四個問題會導致DSL的文法不能很乾淨，比如Regex裡面就得加入 << ，看著有點亂。這個問題運算子多載解決不了，因為運算子多載原本就沒打算還有這麼變態的功能。

不 過C++本來定位就是有進階特性的底層語言，我們做應用開發的，大多數情況還是用更上層的語言，比如Java、C#、Ruby啥的，來連連資料庫、畫畫網 頁。C++的死活於我何相干？我關心的是應用，關心怎麼在我現在的Java項目中用上內嵌的XML、SQL之類的東西。Java寫SQL用的 PreparedStatement很噁心的一點就在於我要去數問號，設一個參數還得去數數那是第幾個問號，很讓人吐血。

所以這裡我要推薦的是scala，相容Java位元組碼，也可以產生相容.net的cli，能無縫整合到現有系統。這個scala裡面就有一個資料庫連接的庫，可以內嵌SQL語句到代碼中：

object foo extends Application {

    import scala.dbc._
    import scala.dbc.Syntax._
    import syntax.Statement._

    val db = database("jdbc:postgresql://localhost/test","myUserName","")

    val res = db.executeStatement {
      select fields ("name" of characterVarying(50)) from "person"
    }

    for(val i <- res;
        val f <- i.fields) {
      Console.println(f.content.sqlString)
} }

這裡面的SQL語句並非語言原生支援，而是依靠庫實現的，所以很牛叉。
不過只要搞清楚實現，就知道其實一點都不牛叉，因為scala的文法裡面可以省略訪問成員用的“.”以及函數調用的括弧，所以實際上上面那一句

select fields ("name" of characterVarying(50)) from "person"

等價於

select.fields("name" of characterVarying(50)).from("person");

這隻不過就是一段函數調用而已。

雖 然這個SQL文法scala只用了一些小把戲就實現了，不過scala是個強型別的語言，運算子多載、自動推斷類型等特性它都有，而且又沒有C++那樣的 缺陷，確實很容易實現任何DSL。此外Java社區爭論了很多年的closure它早就有了，還有一大堆函數式編程的，算是Haskell和Java的混 合體吧，既可以幹Java乾的日常工作，又有小朋友們不會用的牛叉的進階特性。所以，scala是個很好玩的東西，而且比較實用，應該會有前途，值得關注。