第六章第三節 面向可維護的構造技術

學了這麽多OO設計模式，不外乎都是 delegation + subtying，萬變不離其宗。

除了OO，還有什麽其他能夠提升軟件可維護性的構造技術？——本節從委派+子類型跳出來，學習以下三個方面：
(1) 基於狀態的構造技術 (2) 表驅動的構造技術 (3) 基於語法的構造技術

Outline

• 基於狀態的構造技術
  • 狀態模式（State Pattern）
  • 備忘錄模式（Memento Pattern）
• 基於語法的構造技術
• 正則語法與正則表達式

Notes

## 基於狀態的構造技術

【狀態模式（State Pattern）】

【備忘錄模式（Memento Pattern）】

## 基於語法的構造技術

【運用場景】

• 有一類應用，從外部讀取文本數據， 在應用中做進一步處理。 具體來說，讀取的一個字節或字符序列可能是：
• 輸入文件有特定格式，程序需讀取文件並從中抽取正確的內容。
• 從網絡上傳輸過來的消息，遵循特定的協議。
• 用戶在命令行輸入的指令，遵頊特定的格式。
• 內存中存儲的字符串，也有格式需要。

對於這些類型的序列，語法的概念是設計的一個好選擇：

• 使用grammar判斷字符串是否合法，並解析成程序裏使用的數據結構 。
• 正則表達式
• 通常是遞歸的數據結構 。

【語法成分】

terminals 終止節點、葉節點

nonterminal 非終止節點（遵循特定規則，利用操作符、終止節點和其他非終止節點，構造新的字符串）

【語法中的操作符】

• 三個基本語法的操作符：
  • 連接，不是通過一個符號，而是一個空間：
    • x ::= y z //x等價於y後跟一個z
  • 重復，以*表示：　　
    • x ::= y* // x等價於0個或更多個y
  • 聯合，也稱為交替，如圖所示 | ：　　
    • x ::= y | z //x等價於一個y或者一個z
• 三個基本操作符的組合：
  • 可選（0或1次出現），由？表示：
    • x ::= y? //x等價於一個y或者一個空串
  • 出現1次或多次：以+表示：
    • x ::= y+ //x等價於一個或者更多個y， 等價於 x ::= y y*
  • 字符類[…]，表示長度的字符類，包含方括號中列出的任何字符的1個字符串：
    • x ::= [abc] //等價於 x ::= ‘a‘ | ‘b‘ | ‘c‘
  • 否定的字符類[^…]，表示長度，包含未在括號中列出的任何字符的1個字符串：
    • x ::= [^abc] //等價於 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

【實例：使用語法構造URL】

• 寫一個語法表達式，表達如下的若幹URL（域名）
  • http://google.com/
  • http://baidu.com/
  • http://stanford.edu/
• 我們可以用如下的一行表達式表示

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

• 用語法樹可表示為如下形式：

hostname可以有兩個以上的部分，並且可以有一個可選的端口號：http://didit.csail.mit.edu:4949/
為了處理這樣的字符串，語法可以這樣寫：

【Markdown 和 HTML的語法】

## 正則語法與正則表達式

• 正則語法：簡化之後可以表達為一個產生式而不包含任何非終止節點。
• 正則語法示例：

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

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

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

• 正則表達式（regex）：去除引號和空格，從而表達更簡潔(更難懂)
• 在Java中使用正則表達式
  • 適用場合：我們用正則表達式匹配字符串（例如 String.split , String.matches , java.util.regex.Pattern）
  • 用一個空格代替所有的多個空格
  • 匹配一個URL：
  • 提取HTML標簽的一部分

附：正則語法

【解釋器模式（ Interpreter Pattern）】

【軟件構造】第六章第三節 面向可維護的構造技術