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3 C# 4與動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的集成

由于幾乎所有的編程語(yǔ)言都可以使用抽象語(yǔ)法樹來(lái)表達(dá)，因此，在理論上DLR支持無(wú)限多種編程語(yǔ)言間的互操作，在當(dāng)前版本中，可以實(shí)現(xiàn)C#/Visual Basic與IronPython和IronRuby的互操作，相信很快會(huì)出現(xiàn)其他動(dòng)態(tài)編程語(yǔ)言的DLR實(shí)現(xiàn)。

一個(gè)有趣的地方是當(dāng)前基于DLR實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)編程語(yǔ)言都以“Iron”開頭，比如IronRuby和IronPython。IronPython的設(shè)計(jì)者、DLR的架構(gòu)設(shè)計(jì)師Jim Hugunin曾經(jīng)在微軟PDC 2008大會(huì)上解釋說(shuō)主要是為了避免起一個(gè)“Python.NET”或“Python for .NET”之類“微軟味十足”的名字，才有了“IronPython”。他強(qiáng)調(diào)：“Iron”系列動(dòng)態(tài)語(yǔ)言將嚴(yán)格遵循動(dòng)態(tài)語(yǔ)言自身的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，尊重這些動(dòng)態(tài)語(yǔ)言已有的歷史和積累，不會(huì)引入一些僅限于.NET平臺(tái)的新語(yǔ)言特性，并且這些語(yǔ)言的.NET實(shí)現(xiàn)保持開源。與此同時(shí)，Jim Hugunin指出 “Iron”系列語(yǔ)言能很好地與.NET現(xiàn)有類庫(kù)、編程語(yǔ)言和工具集成，并且能“嵌入”到.NET宿主程序中。

(1)動(dòng)態(tài)對(duì)象通訊協(xié)議

由于各種動(dòng)態(tài)編程語(yǔ)言之間的特性相差極大，實(shí)現(xiàn)各語(yǔ)言間的互操作是個(gè)難題。為此DLR采取了一個(gè)聰明的策略，它不去嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)“通用的類型系統(tǒng)”（CLR就是這么干的），而是設(shè)計(jì)了一個(gè)“通用的對(duì)象通訊協(xié)議”，規(guī)定所有需要互操作的動(dòng)態(tài)對(duì)象必須實(shí)現(xiàn)IDynamicMetaObjectProvider接口，此接口定義了一個(gè)GetMetaObject()方法，接收一個(gè)語(yǔ)法樹對(duì)象作為參數(shù)，向外界返回一個(gè)“動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)(DynamicMetaObject)”對(duì)象：

DynamicMetaObject GetMetaObject(Expression parameter);

DynamicMetaObject對(duì)象向外界提供了兩個(gè)重要屬性：Restrictions引用一組測(cè)試條件，Expression屬性則引用一個(gè)語(yǔ)法樹。這兩個(gè)屬性組合起來(lái)就是可供動(dòng)態(tài)站點(diǎn)對(duì)象緩存的“規(guī)則（Rule）”。

DLR中的“動(dòng)態(tài)站點(diǎn)綁定對(duì)象（CallSiteBinder）”獲取了DynamicMetaObject對(duì)象之后，它調(diào)用此對(duì)象所提供的各個(gè)方法創(chuàng)建“規(guī)則”，讓“動(dòng)態(tài)站點(diǎn)對(duì)象（CallSite<T>）”的Target屬性引用它，完成動(dòng)態(tài)綁定的工作。

(2)動(dòng)態(tài)語(yǔ)言集成環(huán)境

為了方便地實(shí)現(xiàn)靜態(tài)編程語(yǔ)言與各種動(dòng)態(tài)編程語(yǔ)言間的相互集成，DLR提供了一整套稱為“通用寄宿（Common Hosting）”的組件，其中包容ScriptRuntime、ScriptScope等類型。

下面我們以IronPython為例，介紹如何在C# 4開發(fā)的程序中集成動(dòng)態(tài)編程語(yǔ)言代碼。

首先需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)ScriptRuntime對(duì)象，它是一個(gè)最頂層的對(duì)象，用于在一個(gè).NET應(yīng)用程序域中“嵌入”一個(gè)特定動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的運(yùn)行環(huán)境：

ScriptRuntime pythonRuntime = Python.CreateRuntime();

接著需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)ScriptEngine對(duì)象，它是動(dòng)態(tài)語(yǔ)言代碼的執(zhí)行引擎：

ScriptEngine engine = pythonRuntime.GetEngine("py");

ScriptScope對(duì)象類似于C#中的命名空間，其中可以通過(guò)定義一些變量向動(dòng)態(tài)代碼傳入數(shù)據(jù)，比如下述代碼將一個(gè)C# 創(chuàng)建的ExpandoObject對(duì)象傳給Python代碼：

ScriptScope scope = pythonRuntime.CreateScope();
    //C#創(chuàng)建動(dòng)態(tài)對(duì)象
     dynamic expando = new ExpandoObject();
    expando.Name = "JinXuLiang";  //動(dòng)態(tài)添加一個(gè)字段
     //讓IronPython接收C#創(chuàng)建的Expando對(duì)象
    scope.SetVariable("ExpandoObject", expando);
    string pythonCode = "print ExpandoObject.Name"; 
    //IronPython引擎執(zhí)行Python語(yǔ)句
    engine.CreateScriptSourceFromString(pythonCode).Execute(scope);

上述示例代碼是直接執(zhí)行Python代碼。在實(shí)際開發(fā)中，更常見的是直接執(zhí)行Python文件中的代碼，假設(shè)有一個(gè)Calculator.py文件，其中定義了一個(gè)Add函數(shù)：

def Add(a,b):
        return a+b

則以下C#代碼可以直接執(zhí)行之：

ScriptRuntime pythonRuntime = Python.CreateRuntime();
    dynamic pythonFile = pythonRuntime.UseFile("Calculator.py");
    Console.WriteLine(pythonFile.Add(100, 200));

上述示例說(shuō)明在DLR的支持之下，可以讓靜態(tài)編程語(yǔ)言使用動(dòng)態(tài)語(yǔ)言所開發(fā)的庫(kù)，反過(guò)來(lái)，基于DLR實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)編程語(yǔ)言也能使用為靜態(tài)語(yǔ)言所設(shè)計(jì)的庫(kù)，比如標(biāo)準(zhǔn)的.NET基類庫(kù)。

這意味著兩點(diǎn)：

(1)我們現(xiàn)在可以將“靜態(tài)”和“動(dòng)態(tài)”編程語(yǔ)言組合起來(lái)，開發(fā)出一些具有高度交互性的應(yīng)用程序，使用靜態(tài)編程語(yǔ)言搭建系統(tǒng)框架，使用動(dòng)態(tài)編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)交互性，這是一個(gè)很值得注意的應(yīng)用領(lǐng)域。

(2)將來(lái)會(huì)出現(xiàn)一些“靜態(tài)”“動(dòng)態(tài)”編程語(yǔ)言同時(shí)適用的庫(kù)，向?qū)崿F(xiàn)“無(wú)所不在的復(fù)用”目標(biāo)又前進(jìn)了一步。

Visual Studio 2010為新的.NET編程語(yǔ)言F#提供了專門的項(xiàng)目模板，但沒有為IronPython和IronRuby之類動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的開發(fā)提供支持，相信隨著動(dòng)態(tài)語(yǔ)言在.NET平臺(tái)之上的應(yīng)用日趨廣泛，后繼版本的Visual Studio會(huì)直接支持動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的開發(fā)。

從C# 1.0~4.0所走過(guò)的路，可以很清晰地看到它的發(fā)展軌跡，得到這樣的一個(gè)結(jié)論：

未來(lái)的編程語(yǔ)言應(yīng)該是多范式的，具有高度的可組合性，在一個(gè)項(xiàng)目或產(chǎn)品中組合多個(gè)編程語(yǔ)言、使用多種編程范式會(huì)變得越來(lái)越普遍。我們可以推斷C#的后繼版本將會(huì)在此條道路上越走越遠(yuǎn)……

原文：http://blog.csdn.net/bitfan/archive/2010/08/18/5821083.aspx

本文鏈接：http://m.95time.cn/tech/program/2010/7921.asp　

出處：CSDN
責(zé)任編輯：bluehearts

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