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Python演绎的精彩故事(一)
Python是一门广受赞誉的编程语言。她既有强大、简洁而优雅的表现力,又能够支撑工业级的开发实践。
但本文不是Python的入门介绍和教程。
今天我们来讲一个与众不同的故事,看看Python还有哪些不为人知的精彩值得发掘。
我们想借助Python的智慧和威力来尝试一种新思维、新设计、新框架。我们希望构造一种可以媲美硬件工业成熟典范的力量,让软件开发也能够高效、成熟而艺术。这是本文作者的一个梦想。
故事情节概要:假设我们要编写一个应用程序,功能是基于网络的纯文本聊天客户端程序,命名为TextChat。
按照常见的典型设计,开发者这样切分了系统模块:
1.Controller :控制服务器的连接。
2.LoginWindow:供用户输入用户名和密码,登录服务器。
2.ChatWindow :显示聊天信息及好友在线状态,输入并发送聊天消息,登出服务器。
3.CommunicationManager:负责进行通讯的底层网络模块。
用于App主体及各主要class的代码(近似Python语法的伪代码,简略起见仅作示意用)大概长这个样子:
<span style="font-size:12px;">import CommunicationManager import LoginWindow import ChatWindow import Controller def main(): serverHost = u'192.168.1.100' serverPort = 8000 ctrl = Controller() ctrl.StartWork(serverHost, serverPort)</span>
# 连接服务器,创建LoginWindow和ChatWindow,启动LoginWindow。
class Controller(): def __init__(self): pass def StartWork(self, serverHost, serverPort): commMgr = CommunicationManager(serverHost, serverPort) succeeded = commMgr.Connect() if not succeeded: return winChat = ChatWindow(commMgr) winLogin = LoginWindow(commMgr, winChat) winLogin.Show() #Modal window. commMgr.Disconnect()
# 登录服务器,启动ChatWindow。
class LoginWindow(): def __init__(commMgr, winChat): self.__commMgr = commMgr self.__winChat = winChat def Show(): username = xxx.GetValue() password = xxx.GetValue() succeeded = self.__commMgr.Login(username, password) if not succeeded: return self.__winChat.Show()
#处理用户Chat操作:邀请好友、收发message,登出服务器。
class ChatWindow(): def __init__(commMgr): self.__commMgr = commMgr def __OnInviteButtonPressed(): ... friendName = xxx.GetValue() succeeded = self.__commMgr.InviteFriend(friendName, self.HandleReceivedMsg) ... def __OnSendButtonPressed(): ... message = xxx.GetValue() succeeded = self.__commMgr.SendMessage(message) ... def HandleReceivedMsg(receivedMsg): ... def __OnWindowClosing(self): self.__commMgr.Logout()
# 提供所有底层通讯功能:连接、断开;登入、登出;收发消息;邀请好友等。
class CommunicationManager(): def __init__(serverHost, serverPort): self.__serverHost = serverHost self.__serverPort = serverPort def Connect(serverHost, serverPort): pass def Disonnect(serverHost, serverPort): pass def Login(username, password): pass def Logout(): pass def InviteFriend(friendName, callbackListener): ... self.__MessageReceiveThread(callbackListener) ... def SendMessage(message): pass def __MessageReceiveThread(callbackListener): pass
各模块之间的协作与交互关系参看模块关系图。
从模块关系图可以清晰看到模块间的耦合关系:
1.Controller==>LoginWindow和CommunicationManager。2.LoginWindow==>ChatWindow和CommunicationManager。
3.ChatWindow==>CommunicationManager。
在这里,A==>B(A依赖于B)的意思就是:A需要持有B的实例并通过实例调用B的方法。
基于C++或Java这类静态编程语言,A必将在编码和编译期间就开始产生对B的依赖,例如:
1.include对方的头文件。
2.严格按照对方的method声明编写调用语句,参数的类型和顺序,返回值的类型都必须一丝不苟。
如果B模块还没有开发,A模块的很多代码可能就没法写。如果B模块发生了变更,A模块往往也不得不重新编译。
A模块的开发者被B模块牵制得很苦,很苦。这就是模块耦合和编程语言自身的特点所带来的痛楚。
当然,水平极高的少数开发者也许有办法避开一部分上述问题,但那些技巧是具有相当难度的,不是谁都能掌控得了。
而上文所展示的代码则是大多数开发者最常使用的典型套路,是现实中最普遍存在的情况。
实际项目的规模远远大于这个TextChat,其模块间的耦合之多、之复杂可以想见。
但凡有过经验的开发者都能理解其中的痛楚。到此为止,是故事的序幕阶段。
当一筹莫展的开发者遇到Python的时候,真正令人幸福的故事才开始。
假定,我们利用Python开发TextChat之前,已经实现了一套应用程序框架,称之为Softchip。
这个框架包含三个组件:Machine和Chip等组件。这些组件分别模拟计算机硬件系统的机器和芯片。那么首先,快速预览一下,基于Softchip架构的应用程序,其App启动部分代码是怎么写的。
from Softchip import Machine import CommunicationManager import LoginWindow import ChatWindow import Controller def main(): CHIP_ID_COMM_MGR = u'chip_id_comm_mgr' CHIP_ID_CONTROLLER = u'chip_id_controller' CHIP_ID_LOGIN_WIN = u'chip_id_login_win' CHIP_ID_CHAT_WIN = u'chip_id_chat_win' chipList = [ { Machine.CI_CREATOR: CommunicationManager, Machine.CI_ARGS : CHIP_ID_COMM_MGR, }, { Machine.CI_CREATOR: Controller, Machine.CI_ARGS : CHIP_ID_CONTROLLER, }, { Machine.CI_CREATOR: LoginWindow, Machine.CI_ARGS : CHIP_ID_LOGIN_WIN, }, { Machine.CI_CREATOR: ChatWindow, Machine.CI_ARGS : CHIP_ID_CHAT_WIN, }, ] machine = Machine() machine.CreateChips(chipList) machine.Boot() machine.Trigger(u'api_start_work', u'192.168.1.100', 8000)
怎么样?是不是觉得像军队的列阵一般整齐、刚劲、简洁!
这正是我们所期待的代码。当然,代码虽然优美,但要能够真正work才行,不能只是花拳绣腿。
Softchip架构在底层默默地支撑着,而各模块也需要按照明确的规范来设计。
在本系列的下一篇,我们将浏览各模块的代码,看看在Softchip架构上是如何编程的。
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