论面向组合子程序设计方法 之 微步毂纹生

最近。age0提出了一个OO设计的问题。因为这个例子更加贴近生活，是我们老百姓所喜闻乐见的商场折扣问题，所以我准备改铉更张用这个例子了。具体的例子请看：
http://forum.iteye.com/viewtopic.php?t=17714&start=0

简要的说，需求是：

引用

有这样一家超市，对顾客实行会员制，会员目前分为两个等级：金卡及银卡。
每次会员购物时，都会根据会员等级提供不同的折扣优惠和返点。

这个需求并不复杂。任何一个普通的java程序员都可以轻松搞定。
age0就给出了几个方案供大家选择。

一个大家普遍认可的方案是：

// client:

string id = input_id;

Member member = Members.GetMemberByID(id);;

int discount = member.GetDiscount();;
int point = member.GetReturnPoint();;

// service

class Members
{
        static public Member GetMemberByID(string id);
        {
                string type = GetMemberTypeByID(id);;
               
                switch(type);
                {
                        case "金卡":
                                return new GoldenMember();;
                       
                        case "银卡"
                                return new SilverMember();;
                }
               
                return null;
        }
       
        static protected string GetMemberTypeByID(id);
        {
                string type;
       
                // get type by id
                ...
       
       
                return type;       
        }
}

class Member
{
        protected Member();
        {
        }
       
        virtual public GetDiscount();
        {
                return 0;
        }
       
        virtual public GetReturnPoint();
        {
                return 0;
        }
}

class GoldenMember
{
        override public GetDiscount();
        {
                return 10;
        }
       
        override public GetReturnPoint();
        {
                return 1.5;
        }
}

class SilverMember
{
        override public GetDiscount();
        {
                return 5;
        }
       
        override public GetReturnPoint();
        {
                return 1;
        }
}

也就是说，你不是说不同级别的客户有不同的折扣 策略吗？策略模式啊。老子design pattern白学了？哈哈。

这个方案其实不错。简明易懂。可以轻易扩展出白金卡，钻石卡，九天十地菩萨摇头怕怕霹雳金刚雷电卡等等。

不过，age0同学开始憋坏了。他不知道跟老板进了什么谗言，老板愣插进来乱七八糟地提了一大堆新的需求。比如：

引用

对于女性会员，决定在3.8当天在原来的优惠基础上增加5个百分点的折扣

所谓“始作俑者，岂无后乎？”，坏消息还不算完，总结起来，目前的需求如下：

引用

1. 会员等级折扣，会员等级是最重要的分类，大部分方案都会在等级上面作文章，所以单独归为一类
2. 条件型折扣，只有在符合特定条件下才会发生的折扣，比如前面针对女性会员节日的折扣
3. 货物优惠折扣，这些方案根据货物制定，举个例子：客户单独买电视或音响不会有任何折扣，一起买则会得到5%的折扣，电视+音响+DVD组合更会得到7%的折扣。

在一般情况下，这些折扣方案所产生的折扣是累加的（1+2+3），但是不排除其他可能性，例如2中可能出现的排它性条件折扣，也就是说这些折扣方案有可能会出现相对复杂的组合关系。

而且，更要命的是，不知道明天age0同学会不会又给老板出什么损招。（这老板莫不是age0的小舅子？ ）

于是，早先的OO设计面对这种乱拳打死老师傅的外行老板，有些秀才遇到兵的感觉了。

在那个帖子的后面，一些高手还提出了一些OO的改进方案。不过，比我们最初看到的那个策略模式就复杂的多了。

本文里，我们还是看看CO怎么处理这种问题。


首先，大致分析一下我们的处境。所谓“动手的不如动嘴的”，我们上面有一个对技术狗屁不通却喜欢指手画脚的老板，还有一个让大家恨得牙痒痒的age0这个狗头军师。这让我们对我们真正需要处理的需求茫然不知所措。老板今天说对女性优惠，明天就可能说对单身18岁以下，胸围32C以上的才给优惠（我们有着从来不惮以最坏的恶意推测自己老板的美德），肯给老板“大功告成”的干脆白送，外带小费。（NND，开始YY自己是那个老板了:-)）

从技术上说，这些“如何折扣”完全是非常多变的需求。把这些需求写成OO，CO，AO, PO并不是关键。我们最主要的目的是把他们写在一个统一的容易更改的模块中。不管明天老板出什么新的妖蛾子，我们都在一个模块中更改或者增添新的需求。

这个模块可以用Java, groovy, ruby, xml，这些都是可以考虑的方案。
Quake Wang就用bean shell的脚本写了一个解决方法。

public class BeanShellDiscountStrategy implements DiscountStrategy {
    public static final String DISCOUNT_BY_POINT = "if(member.point > 5); return 0.05; else return 0.02;";
    public static final String DISCOUNT_BY_GENDER = "if(member.gender == 0); return 0.01; else return 0.03;";
    
    private Interpreter i = new Interpreter();;
    private String discountScript;

    public BeanShellDiscountStrategy(Member member, String discountScript); {
        this.discountScript = discountScript;
        try {
            i.set("member", member);;
        } catch (EvalError e); {
            throw new RuntimeException(e);;
        }
    }

    public double getDiscount(); {
        try {
            return ((Double); i.eval(discountScript););.doubleValue();;
        } catch (EvalError e); {
            throw new RuntimeException(e);;
        }
    }

    //getters and setters
    public String getDiscountScript(); {
        return discountScript;
    }

    public void setDiscountScript(String discountScript); {
        this.discountScript = discountScript;
    }
}

这个方法，把多变的业务逻辑转移到bean shell脚本中，一定程度地减少了工作量。我们可以用ioc，把不同的脚本注射进去来得到不同的行为。

然而，这个方法对复杂的业务逻辑并没有提供什么本质性的解决方案。它没有提供把简单的规则组合成复杂规则的方法。比如前面age0给我们提出的“排他性”。三个规则，如果第一个成功了，就用第一个，否则顺序执行第二个，第三个，直到某一个规则成功。这种逻辑，实际上已经不是在操作具体折扣，而是在操作规则本身。

我们希望能够写：
exclusive(rule1, rule2, rule3)，而不用关心rule1, rule2, rule3到底都是些什么rule。

类似的规则还有一些，比如：如果rule1返回true，才计算rule2；如果rule1返回false，才计算rule2；如果rule1的返回值等于某个预定值，才计算rule2；只有rule1和rule2都返回true，才计算rule3；把rule1和rule2的结果加起来；把一系列的rule的返回值起来；取rule1, rule2, rule3中返回值最大的。等等等等。这些，简单地用bean shell脚本是没用的。


头大了吧？嘿嘿。

其实，这是好消息呀。

我们前面分析了，老板是凶残的，斗争是残酷的，需求是不可预测的。但是，上面的这些组合，却是往往不会变的。因为老板毕竟还是人嘛，他的逻辑毕竟还是跑不出我们普通的“如果，那么”，与，或，非，加减乘除等等。

变化的，往往只是老板怎么组织这些“如果，那么”罢了。

变化的东西我们不好掌握，但是这些不变的东西还是可以啃一啃的。如果我们把这些搞定了。那么不管age0给老板出什么馊主意，我们都可以更轻松的应对。

比如：

Rule single = married.not();;
Rule young = age < 18;
Rule good = breast > 32C;
Rule boss_likes = and(single, young, good);;
Rule boss_pays = and(boss_likes, 大功告成able);;
Rule paid_by_boss = boss_pays.then(120);;
Rule big_discount = boss_likes.then(50);;
Rule boss_afair = exclusive(paid_by_boss, big_discount);;

哈，老板啊，您的代号为“选美”的折扣计划搞定了。


嗯。yy结束。理想是真美好啊。那么，怎么变成现实呢？熟读经典yy文学（武侠小说，比如说）的我们，一定知道被狗屎运缠身所烦恼的主角的成功方法，那就是：夏梦————对不起，是“瞎蒙”，拼音输入给搞错了。（传说yy大师金老先生从前的yy情人就叫夏梦还是“瞎蒙”来着？小生八卦功力浅薄，也不知是否和老先生的作品yy风格有不可说的联系？）

就是说，管你东邪吸毒多狠，管你大轮明王多拽，老子我一不用研究你的武功招式，二不用找领导给你穿小鞋，闭着眼睛，乱走一气凌波微步你也拿我没辙。咱就是运气好，你咬我？


咱们下面就来当一把段呆子。把你的ipod nano耳机戴上，音乐音量放到最大，不要理老板在那唧唧歪歪，什么折扣？什么客户？俗！
咱们还是研究一些伏羲六十四卦，洛神的美妙步法（或者美妙身材也行啊。哈哈）。

所谓太极生两仪，两仪生四象（不是“思想”，更不是“死相”），一个rule的基本是什么？其实很简单，不过是两条：
1。它是否能用？一个对大mm美女的rule不能用在如花身上。
2。它生成的结果。

这个rule还要知道很多facts。于是，一个Rule的接口可以这样定义：

interface Rule{
  boolean apply(RuleContext facts, Variant result);;
}

返回的boolean值表现这个rule是否可用。
那个Variant类型的result是一个placeholder，用来接收rule生成的结果。
RuleContext给rule提供所有需要的信息。

完了，Rule的定义就这样了。失望吧？

下面来看看前面我们说到的那些组合：
ExclusiveRule用来实现排他性组合：

class ExclusiveRule implements Rule{
  private final Rule[] rules;
  boolean apply(RuleContext facts, Variant result);{
    for(Rule rule: rules);{
      if(rule.apply(facts, result););
        return true;
    }
    return false;
  }
}

IfElseRule用来实现简单的if-else逻辑：
class IfElseRule implements Rule{
  private Rule cond;
  private Rule consequence;
  private Rule alternative;
  boolean apply(RuleContext facts, Variant result);{
    if(!cond.apply(facts, result););{
      return false;
    }
    if(result.getBoolean(););{
      return consequence.apply(facts, result);;
    }
    else{
      return alternative.apply(facts, result);;
    }
  }
}

NotRule用来把一个rule的bool返回值取反：

class NotRule implements Rule{
  private Rule rule
  boolean apply(RuleContext facts, Variant result);{
    if(!rule.apply(facts, result);); return false;
    result.setBoolean(!result.getBoolean(););;
  }
}

AndRule用来把两个rule的bool值进行逻辑与：

class AndRule implements Rule{
  private Rule rule1;
  private Rule rule2;
  boolean apply(RuleContext facts, Variant result);{
    if(rule1.apply(facts, result););{
      if(!result.getBoolean(););
        return true;
    }
    if(rule2.apply(facts, result);{
      if(!result.getBoolean(););{
        return true;
      }
    }
    result.setBoolean(true);;
    return true;
  }
}

类似地，OrRule用来进行逻辑或。

其他的加减乘除，取最大值，都可以用类似的方法实现。我就不赘述了。

另外一点需要注意的，是我们实现了ifelse，但是前面所述的组合逻辑中我们只是说如果mm漂漂就如何，没有说不漂漂如何。不能简单地认为不漂漂就不给折扣，在排它性组合中，一个规则是否被应用了决定后续其它规则是否有机会被执行。

不过，我们仍然可以用ifelse来处理单纯if的情况。只需要定义一个NilRule就好了。这个Rule干脆不返回任何值，它永远都是一个不会被应用的规则（也就是说，apply()函数必然返回false）

class NilRule implements Rule{
  boolean apply(RuleContext facts, Variant result);{
    return false;
  }
}

这样，new IfElseRule(ppmm_rule, big_discount_rule, new NilRule());就是一个仅仅对ppmm有效的rule。

上面的这些Rule的基本组合实现，还是有一些重构的空间的。不过目前的实现更加简单，也足以表达CO的思想，所以，进一步的重构我就不做了。

在前面YY时，我们用了rule1.then(...), rule.not()这种东西。而现在的Rule接口只有一个apply()，要做rule.not()必须写"new NotRule(rule)"，语法上相对繁琐一些。

为此，我们可以把Rule从接口变成抽象类，把一些常见的组合子放进去，于是我们就可以有rule.not(), rule.ifelse(a,b), rule.then(a), rule.unless(b)等等更加方便干净的语法了。

呵呵，到此为止，我们的迷你规则引擎已经建设得七七八八了。之所以这么顺利，都要归功于你的ipod的音乐，它让我们可以把老板的喋喋不休抛在一边，装作就象盘古开天辟地以来就从来没有那些混账需求一样。世界清静了，我们才得以专心欣赏洛神曼妙的步履和身材。


学会了伏羲八卦，实现了这些可以反复重用的组合规则之后，就剩下实现具体的原子规则了。比如，取得客户性别，胸围等。

这些信息我们都假设可以从RuleContext得到。

那么，可以写一个SimpleRule来简化这些原子规则的创建：

abstract class SimpleRule extends Rule{
  boolean apply(RuleContext facts, Variant result);{
    result.set(run(facts););;
    return true;
  }
  abstract Object run(RuleContext facts);;
}

对取得性别这个原子规则，我们就可以这样写：

class GenderRule extends SimpleRule{
  Object run(RuleContext facts);{
    return facts.getGender();;
  }
}

这些原子规则可能不多，也可能不少。不过，总之是比把所有逻辑都实现在一起要简单多了。而且，如果使用一些脚本语言来包装这些规则的话，这些原子规则往往可以很简单地从closure中直接构造出来，不用每次单独写一个java类。

实际上，当你发现你需要在一个Rule实现里面放很多代码的时候，往往可以停下来想一想了，很有可能这个Rule本身可以有若干个小规则组合而成，不用费劲写了。

最后，让我们精彩回放段呆子凌波微步戏鸠摩智的片断（一个应用我们这个mini rule engine的测试代码）：

package jfun.cre.demo.test;


import java.util.Calendar;
import java.util.Date;

import jfun.cre.Rule;

import jfun.cre.Variant;
import jfun.cre.demo.MyRuleContext;
import jfun.cre.demo.MyRules;
import junit.framework.TestCase;

public class SimpleTestCase extends TestCase{
  private Rule getRule();{
    final Rule gold_member = MyRules.discountByMember("gold", 0.1);;
    final Rule silver_member = MyRules.discountByMember("silver", 0.05);;
    final Rule platinum_member = MyRules.discountByMember("platinum", 0.2);;
    final Rule by_member = MyRules.any(new Rule[]{platinum_member,
        gold_member, silver_member});;
   
   
   
    final Rule is_female = MyRules.isGender("female");;
    final Rule is_female_day = MyRules.isMonth(Calendar.MARCH);
        .and(MyRules.isDay(8););;
    final Rule female_discount = is_female.and(is_female_day);
        .then(MyRules.discount(0.05););;
   
   
   
    final Rule tvspeaker = MyRules.purchased(new String[]{"tv","speaker"});
        .then(MyRules.discount(0.05););;
    final Rule tvspeakerdvd = MyRules.purchased(new String[]{"tv","speaker","dvd"});
        .then(MyRules.discount(0.07););;
    final Rule by_purchase = MyRules.any(new Rule[]{tvspeakerdvd, tvspeaker});;
   
    final Rule final_discount = MyRules.productDouble(new Rule[]{
      by_member, female_discount, by_purchase
    });;
    return final_discount;
  }
  public void test1();{
    final MyRuleContext mrc = new MyRuleContext();;
    final Variant result = new Variant();;
    assertTrue(getRule();.apply(mrc, result););;
    assertEquals(0.837, result.getDouble(););;
  }
  public void test2();{
    final MyRuleContext mrc = new MyRuleContext();{
      public Date getNow();{
        Calendar cal = getCalendar();;
        cal.setTime(super.getNow(););;
        cal.set(Calendar.MONTH, Calendar.MARCH);;
        cal.set(Calendar.DAY_OF_MONTH, 8);;
        return cal.getTime();;
      }
    };
    final Variant result = new Variant();;
    assertTrue(getRule();.apply(mrc, result););;
    assertEquals(0.837*0.95d, result.getDouble(););;
  }
}