Искусство программирования для Unix - Эрик Реймонд

Тот факт, что Emacs построен вокруг мощного языка для описания редактирующих действий или клиентской части для других программ, означает, что он, кроме обычного редактирования, может применяться для многих других целей. Применение развитой, специализированной логики Emacs для повседневной разработки программ (компиляции, отладки, контроля версий) рассматривается в главе 15. "Режимы" Emacs представляют собой пользовательские библиотеки, т.е. программы, написанные на Emacs Lisp, которые приспосабливают редактор для решения специфической задачи, обычно (но не обязательно) связанной с редактированием.

Таким образом, существуют специализированные режимы, которые распознают синтаксис большого числа языков программирования и разметки, таких как SGML, XML и HTML. Однако многие пользователи также используют Emacs-режимы для отправки и получения электронной почты (в таких режимах в качестве подчиненных процессов используются почтовые утилиты Unix) или новостей Usenet. Emacs может служить в качестве Web-браузера или клиентской части для различных программ интерактивного общения. Существует также пакет для составления расписаний, собственная программа-калькулятор для Emacs и даже весьма широкий выбор игр, написанных как режимы Emacs Lisp.

8.2.12 Учебный пример: JavaScript

JavaScript — язык с открытым исходным кодом, спроектированный для внедрения в C-программы. Несмотря на то, что он также встраивается в Web-серверы, первоначальным и наиболее известным его проявлением является клиентский JavaScript, который позволяет встраивать исполняемый код в Web-страницы, просматриваемые любым поддерживающим его браузером. Здесь рассматривается именно эта версия языка.

JavaScript — интерпретируемый язык, полностью попадающий под определения языка Тьюринга, с целыми, действительными числами, булевыми операторами, строками и легковесными, основанными на словарях, объектами, которые имеют сходство с объектами языка Python. Значения типизированы, но переменные могут иметь любой тип. Преобразование типов осуществляется автоматически во многих средах. Синтаксически JavaScript подобен языку Java с некоторым влиянием со стороны Perl и содержит функции для работы с Perl-подобными регулярными выражениями.

Несмотря на все указанные особенности, клиентская версия JavaScript не является полностью универсальным языком. Его возможности жестко ограничены в целях предотвращения атак на браузеры через Web-страницы, содержащие JavaScript-код. Язык принимает входные данные от пользователя и генерирует или модифицирует Web-страницы, но непосредственно не может изменять содержимое дисковых файлов и открывать собственные сетевые соединения.

С течением времени данный язык стал более универсальным и менее связанным со своей клиентской средой. Это закономерное развитие любого удачного специализированного языка. Клиентский вариант JavaScript в настоящее время взаимодействует со своим окружением путем чтения и записи значений в один специальный объект, который называется документной объектной моделью браузера (Document Object Model, DOM). Данный язык до сих пор имеет некоторые устаревшие API-интерфейсы для связи с браузером, которые не работают через DOM, однако они нежелательны, отсутствуют в стандарте для JavaScript ЕСМА-262 и могут не поддерживаться в будущих версиях.

Стандартным справочником по JavaScript является книга "JavaScript: The Definitive Guide" [20]. Исходный код доступен в Web[90]. Язык JavaScript представляет собой интересный пример для изучения по двум причинам. Во-первых, он максимально близок к универсальному языку, фактически не являясь таковым. Во-вторых, связь между клиентским JavaScript и средой браузера через единственный DOM-объект хорошо спроектирована и может послужить моделью для других ситуаций встраивания.

8.3. Проектирование мини-языков

В каких ситуациях целесообразна разработка мини-языка? Выше отмечалось, что мини-языки предоставляют способ перемещения спецификаций проблем на более высокий уровень, а в нескольких учебных примерах это наблюдение подтверждалось фактами. Оборотная сторона данного явления — использование мини-языка, вероятно, будет хорошим подходом всякий раз, когда примитивы предметной области просты и стереотипны, а способы их вероятного применения пользователями изменчивы.

Некоторые родственные идеи можно найти в описании моделей проектирования "Alternate Hard And Soft Layers" <http://www.c2.com/cgi/wiki?Alternate-HardAndSoftLayers> и "Scripted Components" <http://www.doc.ic.ac.uk/~np2/patterns/scripting/scripting.html>.

Интересное обозрение стилей и методик разработки с помощью мини-языков приведено в статье "Notable Design Patterns for Domain-Specific Languages" [77].

8.3.1. Определение соответствующего уровня сложности

Первым важным моментом, о котором необходимо помнить при разработке мини-языка, является, как обычно, сохранение по возможности простой конструкции. Диаграмма классификации, которая использовалась для организации учебных примеров, выражает иерархию сложности. Необходимо удерживать конструкцию как можно ближе к левой границе схемы. Если с проблемой можно справиться путем разработки структурированного файла данных вместо использования мини-языка, который стремится модифицировать внешние данные, в случае если он является интерпретируемым, то следует любыми средствами реализовать эту возможность.

Одной чрезвычайно прагматичной причиной, по которой следует продолжать усердно работать со структурированными данными, а не с мини-языком, является то, что в сетевом мире средства встроенного мини-языка являются предметом неправильного использования, которое может причинять беспокойство или даже быть опасным. JavaScript — главный экземпляр в категории "причиняющих беспокойство". Разработчики данного языка не предвидели того, что он будет использоваться для всплывающей рекламы настолько навязчиво, что создаст потребность в функциях браузера, подавляющих интерпретацию JavaScript.

Макровирусы Microsoft Word показывают, как мини-язык может стать действительно опасной брешью в безопасности системы, простои и потери производительности от которой ежегодно обходятся в миллиарды долларов. Полезно отметить, что несмотря на существование в мире как минимум 20 млн. пользователей[91] Unix, в Unix-среде никогда не было вспышек макровирусов, характерных для Windows. Существует множество причин этому, включая принципиально лучшую с точки зрения безопасности конструкцию Unix; но по крайней мере одной причиной является тот факт, что почтовые агенты в Unix по умолчанию не обрабатывают исполняемое содержимое в документах, просматриваемых пользователем[92].

Если существует какая-либо возможность того, что пользователи приложения могут запускать программы из неблагонадежных источников, рискованные функции мини-языка приложения могут в конце концов привести к необходимости его подавления. Языки, подобные Java и JavaScript, явно изолируются в "песочнице", т.е. они имеют ограниченный доступ к своему окружению. Это сделано не только для того, чтобы упростить их конструкцию, но и для того, чтобы воспрепятствовать потенциально деструктивным операциям со стороны ошибочного или злонамеренного кода.

С другой стороны, большое количество неудачных конструкций были неумело созданы разработчиками, которые оказались не способны принять тот факт, что они нуждаются скорее в мини-языке, чем в формате файлов данных. Слишком много случаев, когда языковые функции были вставлены с опозданием. Двумя наиболее общими симптомами данной проблемы являются слабые, узкоспециализированные управляющие структуры и неразвитые средства для объявления процедур или полное отсутствие таких средств.

Рискованно разрабатывать мини-языки, которые только отчасти являются языками Тьюринга. Если разработчик решается на это, то высока вероятность того, что когда-нибудь в будущем какой-нибудь сообразительный программист придет к необходимости заставить данный язык выполнять циклы и условные операции. Поскольку это можно будет сделать только "туманным путем", он создаст неясный код, который в краткосрочной перспективе, возможно, будет легко обслуживаемым, но, вероятно, будет кошмаром для тех, кто впоследствии будет с ним работать.

Эстетичность и мощь мини-языков заслуживают высокой оценки, но вместе с тем в них скрывается немало ловушек. Существуют конструкции, в которых целесообразно использовать восходящее связывание множества низкоуровневых служб и заботиться об их организации после изучения предметной области. Одним из достоинств мини-языков является то, что они могут способствовать созданию хорошей конструкции без восходящего программирования, позволяя разработчику передвинуть некоторые нисходящие решения в управляющую логику программ, написанных на данном мини-языке. Однако если применить восходящий подход к конструированию самого мини-языка, то в результате, вероятно, получится уродливый синтаксис, отражающий слабость языка и плохо продуманную реализацию.