第四章 消息机制核心

Smalltalk的消息语法机制尽管非常简单,但是需要一些时候来熟悉其使用。本章提供一些指导意见来帮助读者熟悉这种特殊的语法。当然可以选择跳过,当遇到不明白的再返回

4.1 识别消息

Smalltalk中,除了第三章中的语法要素外,其余都可以看做消息发送。正如在C++中,可以为类定义自己的+操作,这个类的所有+操作都会指向相同的流程,然而无法修改方法的元数,其中的-就是一种一元消息,无法重新覆盖这个方法

Smalltalk中,消息发送的顺序由消息的类型确定。其中仅仅包含三种类型的消息 一元,二元和关键词消息。一元消息通常首先发送,然后是二元消息最后才是关键词消息。括号可以用来修正消息执行的顺序,这些简洁的规则组成了阅读性极高的Smalltalk代码。大部分时候都不需要考虑这些规则

Smalltalk中的大多数计算是由消息传递完成的,因此识别消息称为关键。下面是一些有用的帮助

  • 消息通常由消息选择器和可选消息参数组成
  • 消息通常发送给消息接受者
  • 可以将消息接受者与消息看做一个消息发送组合
message send

消息接受者可以是一个简单的字面量,变量或者一个表达式的计算结果

消息发送体可以是并列的消息组合或者嵌套的消息组合。图中第一个是并列的消息组合,第二个是嵌套的消息组合。

receiver

消息接受者可以是消息的第一个元素,也可以是其他消息的结果,

上图中的表展示了几个消息发送的例子。并不是所有的消息发送都需要参数。一元消息无需参数,二元消息或者一些关键词消息需要一个参数,而其他的关键词消息需要更多的参数。

4.2 三种消息类型

Smalltalk定义了一些简单的规则来判断消息发送的顺序,这些规则基于三种消息类型的区分

  • 一元消息 通常表现为无需参数的消息类型,
  • 二元消息 通常包含一个运算符,通常需要两个运算对象,其中一个是接受者,另一个是参数。10 + 20中的20就是+运算符的参数对象
  • 关键词类消息 包含一个或多个关键词的消息,每个关键词使用分号作为结束标识并携带一个参数。anArray at: 1 put: 10 需要使用两个参数。

一元消息

一元消息并不需要任何参数。通常遵循下面的语法模板
receiver messageName 其中的选择器仅仅简单除:外的字符组成

unary message

法则1: 一元消息不需要任何参数,遵循模板语法receiver selector

二元消息

二元消息仅仅需要一个参数,通常包含下面的特殊字符组成+-*/&=>|<~@

binary message

法则2:二元消息包含一个消息选择器和一个参数,其中消息选择由以下的字符组成+-*/&=>|<~@。二元消息遵循以下语法模板receiver selector argument

关键词消息

关键词消息通常需要一个或多个参数,其中的选择器通常是一个或多个以:结尾的关键词。

关键词消息遵循以下模板语法receiver selectorWordOne: argOne wordTwo: argTwo

每一个关键词接受一个参数,r:g:b就是一个接受三个参数的方法,而playFileNamed:at:接受一个参数的方法。at:put:接受两个参数的方法。

对比Java或者C++,Smalltalk的Color r: 1 g: 0 b: 0 可以看做Color.rgb(1,0,0)

keyword message

法则3: 关键词消息接受一个或多个参数,选择器通常以分号(:)结尾,通常遵循下面的模板语法receiver selectorWordOne: argumentOne wordTwo: argumentTwo

4.3 消息组合

三种消息具有不同优先级,因此可以使用优雅的方式进行消息组合使用

  1. 一元消息通常第一个发送,然后是二元消息,最后是关键词消息
  2. 括号中的消息具有最高优先级
  3. 相同优先级的消息从左到右运算

这些规则组成了自然的阅读顺序,为了确认不同消息的发送顺序可以使用括号来划分。下面图标中yellow是一元消息首先发送。然后是clolor: 这个关键词消息。

然而使用括号后,很明显的确认其运行顺序


order

Unary>Binary>Keywords

一元消息首先发送,然后是二元消息,最后是关键词消息,我们可以说一元消息具有最高的优先级

规则1 一元消息首先发送,然后是二元消息,最后是关键词消息,因此Unary>Binary>Keyword

1000 factorial / 999 factorial —> 1000
2 raisedTo: 1 + 3 factorial —>128

等价于

(1000 factorial) / (999 factorial)
2 raisedTo: (1 + (3 factorial))  

通常需要使用括号来表明其运算优先级

1 + 2 * 3 —> 9
1 + (2 * 3) —> 7

而下面的是一个更为复杂的组合,

[:aClass | aClass methodDict keys select:
  [:aMethod | (aClass>>aMethod) isAbstract
  ]
]value: Boolean

Parentheses First

规则2:括号消息具有最高优先级,因此(Msg)>Unary>Binary>Keyword

Parentheses 消息
Example

从左到右

上面都是不同优先级的消息和括号消息的处理规则,最终具有相同优先级的消息是按照从左到右的顺序依次发送的。

规则3:当消息类型属于同一种类型的时候,从左到右依次发送

left to right

算术运算

消息组合的规则很简单但是在算术运算中很容易混淆其组合顺序。下面是一些例子

arith

通常使用括号可以简化其阅读

readlity

规则4 在smalltalk中 +与*具有相同的优先级,因此需要注意其运算顺序

总结如下 高级优先级消息首先运算,括号优先级最高。

括号优先级

4.4 识别关键词消息的建议

接下来需要说明的是如何识别关键词消息

括号有无

通常使用[]和()确定明确的区域。在这个区域,一个关键词消息通常作为最长的以:结尾的单词,
当使用包围一系列以分号结尾的单词时,可以看做关键消息的局部定义

area keyword message

Hints.
如果对这些有限规则感到困惑,可以使用()简化其优先级顺序

下面的表达式不需要使用括号,因为x isNil作为医院消息是高于ifTrue:消息发送的

(x isNil)
    ifTrue: [...]

下面的表达式需要使用括号因为includes:ifTrue:具有相同优先级

ord := OrderedCollectio new.
  (ord includes: $a)
  ifTrue:[...]

如果没有(),将会发送include:ifTrue:作为一个关键词消息。

使用的时机

对于()[]的使用有时候确实很难选择。
基础的原则是[]用于需要多次运行的语句组织,[expression]将会创建一个块语法表达式,根据上下文可能运行多次。

因此条件分支ifTrue: 或者ifTrue:ifFalse:需要使用块语法。同样whileTrue:需要使用块语法。

另外括号语法仅仅影响消息的发送顺序,并没有任何对象会被创建,因此(expression)仅仅修改其运算顺序优先运行一次

其中的一个是编译时语法一个是运行时语法?

[]与()

4.5 表达式序列

在smalltak中表达式使用英文的句号分隔。
因此在变量定义和接下来的表达式中并不需要使用句号分隔
表达式序列的值通常是最后一个表达式的值
除非最后表达式是被忽略的,否则作为所有表达式的返回值。

需要注意的是句号是一个分隔符而不是一个终结符,因此最后的句号是可选的

句号使用

4.6 级联消息

smalltalk提供一种方法来简化给同一个接受者发送多个消息,可以使用(;)来组织多个消息,这种语法叫做级联消息

Expression Msg1 ; Msg2

级联消息

需要注意的是接受级联消息的对象需要是消息处理后的返回值。事实上,所有级联消息的接受者都是第一个消息的接受者

下面例子中Point作为所有消息的接受者

Point new setX: 25 setY: 35; isZeor —> false
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