软件构造第六章第三节 面向可维护的构造技术

Posted 2020-11-18 hithongming

第六章第三节 面向可维护的构造技术

学了这么多OO设计模式，不外乎都是 delegation + subtying，万变不离其宗。

除了OO，还有什么其他能够提升软件可维护性的构造技术？——本节从委派+子类型跳出来，学习以下三个方面： 
(1) 基于状态的构造技术 (2) 表驱动的构造技术 (3) 基于语法的构造技术

Outline

• 基于状态的构造技术
  • 状态模式（State Pattern）
  • 备忘录模式（Memento Pattern）
• 基于语法的构造技术
• 正则语法与正则表达式

Notes

## 基于状态的构造技术

【状态模式（State Pattern）】

【备忘录模式（Memento Pattern）】

 

## 基于语法的构造技术

【运用场景】

• 有一类应用，从外部读取文本数据， 在应用中做进一步处理。 具体来说，读取的一个字节或字符序列可能是：
• 输入文件有特定格式，程序需读取文件并从中抽取正确的内容。
• 从网络上传输过来的消息，遵循特定的协议。
• 用户在命令行输入的指令，遵顼特定的格式。
• 内存中存储的字符串，也有格式需要。

对于这些类型的序列，语法的概念是设计的一个好选择：

• 使用grammar判断字符串是否合法，并解析成程序里使用的数据结构 。
• 正则表达式
• 通常是递归的数据结构 。

【语法成分】

terminals 终止节点、叶节点

nonterminal 非终止节点（遵循特定规则，利用操作符、终止节点和其他非终止节点，构造新的字符串）

【语法中的操作符】

• 三个基本语法的操作符：
  • 连接，不是通过一个符号，而是一个空间：
    • x ::= y z //x等价于y后跟一个z
  • 重复，以*表示：　　                                 
    •  x ::= y* // x等价于0个或更多个y
  • 联合，也称为交替，如图所示 | ：　　       
    • x ::= y | z //x等价于一个y或者一个z
• 三个基本操作符的组合：
  • 可选（0或1次出现），由？表示：
    • x ::= y? //x等价于一个y或者一个空串
  • 出现1次或多次：以+表示：          
    • x ::= y+ //x等价于一个或者更多个y， 等价于 x ::= y y*
  • 字符类[…]，表示长度的字符类，包含方括号中列出的任何字符的1个字符串：
    • x ::= [abc] //等价于 x ::= ‘a‘ | ‘b‘ | ‘c‘
  • 否定的字符类[^…]，表示长度，包含未在括号中列出的任何字符的1个字符串：
    • x ::= [^abc] //等价于 x ::= ‘d‘ | ‘e‘ | ‘f‘ | ... (all other characters in Unicode)
• 例子：
  • x ::= (y z | a b)* //an x is zero or more y z or a b pairs
  • m ::= a (b|c) d //an m is a, followed by either b or c, followed by d

【实例：使用语法构造URL】

• 写一个语法表达式，表达如下的若干URL（域名）
  • http://google.com/
  • http://baidu.com/
  • http://stanford.edu/
• 我们可以用如下的一行表达式表示

  url ::= ‘http://‘ [a-z]+ ‘.‘ [a-z]+  ‘/‘ 

• 用语法树可表示为如下形式：

hostname可以有两个以上的部分，并且可以有一个可选的端口号：http://didit.csail.mit.edu:4949/ 
为了处理这样的字符串，语法可以这样写： 

 

 

【Markdown 和 HTML的语法】

 

 

 ## 正则语法与正则表达式

• 正则语法：简化之后可以表达为一个产生式而不包含任何非终止节点。 
• 正则语法示例：

//Rugular!
url ::= ‘http://‘ ([a-z]+ ‘.‘)+ [a-z]+ (‘:‘ [0-9]+)? ‘/‘

//Regular!
markdown ::= ([^_]* | ‘_‘ [^_]* ‘_‘ )* 

//Not Regular!
html ::= ( [^<>]* | ‘<i>‘ html ‘<i>‘ )*

 

•  正则表达式（regex）：去除引号和空格，从而表达更简洁(更难懂)
• 在Java中使用正则表达式
  • 适用场合：我们用正则表达式匹配字符串（例如 String.split , String.matches , java.util.regex.Pattern）
  • 用一个空格代替所有的多个空格   
  • 匹配一个URL：
  • 提取HTML标签的一部分

     

附：正则语法

 

 【解释器模式（ Interpreter Pattern）】