Perl5的OOP学习笔记

midea2

　　在Perl排名持续下降的情况下学Perl，似乎是有点不明智。但是，工作需要，不得不学啊。再说，Perl现在在测试领域还是用得非常多的。Phython虽然也在测试领域开始活跃起来，不过我始终还是不太喜欢Phython的语法。
　　在学习了Perl的基本语法之后，学习Perl的OOP，略有心得。不知道Perl各个版本之间OOP是否有区别，但是我是学习的Perl5，所以在标题上将版本号也写出来了。因为了解到PHP4和PHP5的OOP部分就有不小的差别，所以有此担心。
　　学习Perl的OOP，最关键的两件事情就是package和bless。只要把这两个东西搞清楚也就学会大一半了。

Perl的package
　　感觉Perl的package和Java还真有点相似。Java的package是以CLASSPATH中的目录为根，按目录定义和搜索分级包名。Perl也类似，是以@INC数组中的目录为根，按目录搜索分级包名。不过有一点不同，Perl的package定义貌似不需要与目录结构对应。具体是什么样的规则我没有去研究，因为按目录结构定义package是个好习惯。
　　相较于Java，Perl的package还有一点很有意思。Java的每层package对应一个目录，而最后是一个class文件对应到类名。Perl却简化了，package直接就把目录和文件名都引用了进去。比如
　　Java中，name.jamesfancy.MyClass，对应的是/name/jamesfancy/MyClass.class，源代码中则分成两句来写
　　

• package name.jamesfancy;
  
• class MyClass {....}
  

　　

　　Perl中，name::jamesfancy::MyClass，应对的是/name/jamesfancy/MyClass.pm，源代码中只有一句package就说明了
　　

• package name::jamesfancy::MyClass;
  

　　

　　至于package中的内容，也就是变量和子程序，至于区别，稍后再说。

bless函数
　　bless是用来把一个类绑定到引用类型变量的函数。很奇怪Perl为什么要用这个单词，不过没关系，我们可以把它想像得形象一点：就像游戏里牧师通过祝福技能为某人加上BUFF一样，bless把一个类绑定到某个引用类型的变量，从此这个变量就受到了祝福，拥有了这个类中的变量和子程序。
　　bless的用法通常是：bless($引用变量, 类名);
　　引用变量貌似可以是任何引用类型的变量，我尝试过Scalar，Array和Hash的引用，都能成功。在bless之外，这个引用变量就可以被称之为对象了，当然它仍然是个引用，是对象的引用。
　　有一点还需要注意，虽然这个对象拥有了类的变量和子程序，但我们应该把它拥有的类的变量和子程序都看成是静态的，换句话说，就是类的成员。在这一点上，子程序的处理会比较特殊一点，但至少类的变量，也就是包变量，是不属于对象的。因此，所有对象的数据都保存在对象引用的原始数据中。既然大家都习惯对象数据以键值对的方式保存，所以通常情况下，bless的引用变量，都是Hash的引用了。
　　很抽象么？举个例子。如果对OOP的成员函数还不够了解，那就只看下面示例中每个类的test函数中第一句以后的内容不好。
　　

• # test.pl
  
• package TestScalar;
  
• sub test {
  
•     my $this = shift();
  
•     print("/nIn TestScalar::test()/n");
  
•     print("Scalar:/n    ${$this}/n");
  
• }
  
• 
  
• package TestArray;
  
• sub test {
  
•     my $this = shift();
  
•     print("/nIn TestArray::test()/n");
  
•     print("Array:/n");
  
•     foreach my $item (@{$this}) {
  
•         print("    $item/n");
  
•     }
  
• }
  
• 
  
• package TestHash;
  
• sub test {
  
•     my $this = shift();
  
•     print("/nIn TestHash::test()/n");
  
•     print("Hash:/n");
  
•     while (my ($key, $value) = each %{$this}) {
  
•         printf("    %-4s = %s/n", $key, $value);
  
•     }
  
• }
  
• 
  
• package main;
  
• 
  
• my $name = "James Fancy";
  
• my $objScalar = /$name;
  
• my $objArray = ['James', 'Fancy', 'Jenny'];
  
• my $objHash = {'name' => 'James', 'age' => 30};
  
• 
  
• bless($objScalar, 'TestScalar');
  
• bless($objArray, 'TestArray');
  
• bless($objHash, 'TestHash');
  
• 
  
• $objScalar->test();
  
• $objArray->test();
  
• $objHash->test();
  
• 
  
• __END__
  
• 
  
• In TestScalar::test()
  
• Scalar:
  
•     James Fancy
  
• 
  
• In TestArray::test()
  
• Array:
  
•     James
  
•     Fancy
  
•     Jenny
  
• 
  
• In TestHash::test()
  
• Hash:
  
•     name = James
  
•     age  = 30
  

　　

　　从上面的示例中可以看到，分别将3种类型的引用转变为对象。之所以要把类写成3个而非1个，主要是为了在Test里输出不同类型的数据。

类和对象的成员函数
　　成员函数就是在package中定义的子程序。成员函数是没有静态和非静态之分的，但我宁愿大家都把它看作是静态函数，因为虽然它即可以当作类成员函数来调用，也可以当用对象成员函数来调用，但在当作对象成员函数来调用的时候，Perl偷偷的传入了对象引用。这也解释了为什么通常成员函数里的第一句话往往是
　　

• my $this = shift();
  

　　

　　当然，这里的$this只是一个局部变量，而不是关键字，你也可以用别的名称来代替它。比如很多人就喜欢用$self，或者$me等。
　　假如，对于一个成员函数，分别用类和对象来对它进行调用，会有什么不一样呢？再看一个示例：
　　

• # test.pl
  
• package MyClass;
  
• 
  
• sub test {
  
•     my ($this, @args) = @_;
  
•     print('-' x 40, "/n");
  
•     print("/$this is [$this], Ref of /$this is [", ref($this), "]/n");
  
•     print("Args: [@args]/n");
  
• }
  
• 
  
• package main;
  
• 
  
• $obj = {};
  
• bless($obj, 'MyClass');
  
• 
  
• MyClass->test("MyClass->test(...)");
  
• $obj->test("/$obj->test(...)");
  
• 
  
• __END__
  
• ----------------------------------------
  
• $this is [MyClass], Ref of $this is []
  
• Args: [MyClass->test(...)]
  
• ----------------------------------------
  
• $this is [MyClass=HASH(0x178a44)], Ref of $this is [MyClass]
  
• Args: [$obj->test(...)]
  

　　

　　从结果可以看出来，不管哪种方法调用，第一个参数都是Perl偷偷传递进去的。如果是类调用，则第一个参数是该类。如果是对象调用，第一个参数是该对象。因此，只需要将ref($this)的结果和类名进行比较就清楚是哪种调用了。所以，一个容错性较好的成员函数，一开始要判断传入的第一个参数，比如
　　

• sub foo {
  
•     my $this = shift();
  
•     return unless ($this ne 'MyClass');
  
•     # 其它语句
  
• }
  

　　

　　这里还有一个疑问：既然package中定义的子程序都是成员函数，那不是类的package和是类的package有啥区别？它们在结构上没有一点区别，唯一的区别在处理中。在调用子程序的时候，Perl不会硬塞一个类或者对象在参数列表的最前面，但调用成员函数的时候会，所以区别是根据你的调用方式来区分的。
　　调用对象成员还好说，$obj->foo()就好，但是调用类成员的时候，怎么知道是调用的类成员还是包中的子程序呢？那就要看是通过“->”还是“::”来调用的了。下面的例子可以帮助理解：
　　

• # test.pl
  
• package MyClass;
  
• use Data::Dumper;
  
• sub test {
  
•     print('-' x 40, "/n");
  
•     print(Dumper(@_));
  
• }
  
• 
  
• package main;
  
• 
  
• MyClass->test("MyClass->test(...)");
  
• MyClass::test("MyClass::test(...)");
  
• 
  
• __END__
  
• ----------------------------------------
  
• $VAR1 = 'MyClass';
  
• $VAR2 = 'MyClass->test(...)';
  
• ----------------------------------------
  
• $VAR1 = 'MyClass::test(...)';
  

　　

　　很明显，通过“::”调用的子程序没有被Perl塞入一个引用类的参数。

构造函数
　　Perl的OOP没有指定专门的构造函数，所以你可以把任何一个子程序当作构造函数，当然，重要的是其中的内容。既然脚本通常不是写给自己一个人看的，所以还是按照大家的习惯，把构造函数取名为new吧。按照多数OOP语言的习惯，new函数通常返回一个对象或其引用、指针。所以在Perl中，这个new函数要返回一个对象引用，理所当然地，把bless动作包含在new函数中是个好习惯。那么一个简单的new函数看起来就像这样：
　　

• sub new {
  
•     my $this = {};
  
•     bless($this);
  
• }
  

　　

　　这个new函数中产生了一个Hash引用，bless它，并返回它。如果你疑惑为什么这里没有看到return语句，那么建议你去看看关于子程序中返回值的资料，顺便查一下bless函数的说明。来看看完整的程序了解一下是怎么使用new函数的。
　　

• # test.pl
  
• package MyClass;
  
• 
  
• sub new {
  
•     my $this = {};
  
•     bless($this);
  
• }
  
• 
  
• package main;
  
• 
  
• my $obj1 = MyClass::new();
  
• my $obj2 = MyClass->new();
  
• my $obj3 = new MyClass();
  
• 
  
• print(join("/n", ref($obj1), ref($obj2), ref($obj3)));
  
• 
  
• __END__
  
• MyClass
  
• MyClass
  
• MyClass
  

　　

　　注意上面new MyClass()的效果和MyClass->new()效果是一样的。这里new不是关键字，而是函数名。同理，如果有一个foo成员函数的话，也可以foo MyClass(args)，它实际上是MyClass::foo(MyClass, args);
　　话说回来，如果需要初始化对象数据又该如何呢？前面说过，对象数据保存在引用的数据自身，所以我们通常是把一个Hash引用bless成对象。所以我们经常会看到这样调用new：
　　

• my $obj = MyClass->new('key1' => 'value1', 'key2' => 'value2');
  

　　

　　或者
　　

• my $obj = MyClass->new({'key1' => 'value1', 'key2' => 'value2'});
  

　　

　　两种调用方式的区别在于new函数中的处理不同，因为前者传入的是一个Hash实体，而后者传入的是一个Hash引用。为了兼容这两种情况，new函数通常会像下面程序中的写法：
　　

• # test.pl
  
• package MyClass;
  
• 
  
• sub new {
  
•     my $class = shift();
  
•     my $this = ref(@_[0]) ? @_[0] : {@_};
  
•     bless($this);
  
• }
  
• 
  
• package main;
  
• use Data::Dumper;
  
• 
  
• my $obj1 = MyClass->new('name' => 'James Fancy', 'age' => 30);
  
• my $obj2 = MyClass->new({'name' => 'James Fancy', 'age' => 30});
  
• 
  
• print(Dumper($obj1));
  
• print(Dumper($obj2));
  
• 
  
• __END__
  
• $VAR1 = bless( {
  
•                  'name' => 'James Fancy',
  
•                  'age' => 30
  
•                }, 'MyClass' );
  
• $VAR1 = bless( {
  
•                  'name' => 'James Fancy',
  
•                  'age' => 30
  
•                }, 'MyClass' );
  

　　

访问对象数据
　　既然通常是Hash引用被bless成对象，那就只说这种情况。
　　既然是Hash引用，所以访问数据最简单的办法就跟访问Hash引用一样。比如
　　

• $obj->{'name'} = "You Name";
  
• my $name = $obj->{'name'};
  

　　

　　如果想少写点花括号，可以通过定义setter/getter的办法来解决。因为getter和setter可以根据有没参数来区分，所以合并在一个函数中成为可能，比如下面的name函数
　　

• # test.pl
  
• package MyClass;
  
• 
  
• sub new {
  
•     my $class = shift();
  
•     my $this = ref(@_[0]) ? @_[0] : {@_};
  
•     bless($this);
  
• }
  
• 
  
• sub name {
  
•     my $this = shift();
  
•     if (@_[0]) {
  
•         $this->{'name'} = @_[0];
  
•     }
  
•     return $this->{'name'};
  
• }
  
• 
  
• package main;
  
• 
  
• my $obj = MyClass->new('name' => 'James Fancy');
  
• print($obj->name, "/n");
  
• print($obj->name("New Name"), "/n");
  
• 
  
• __END__
  
• James Fancy
  
• New Name
  

　　

　　使用setter/getter的确可以使程序看起来简洁不少。但是对对象中的每个数据写一个getter/setter，还是很累人的，于是，AUTOLOAD函数就被抬出来了，看看下面的程序
　　

• package MyClass;
  
• 
  
• sub new {
  
•     my $class = shift();
  
•     my $this = ref(@_[0]) ? @_[0] : {@_};
  
•     bless($this, $class);
  
• }
  
• 
  
• sub AUTOLOAD {
  
•     my $this = $_[0];
  
•     if (!ref($this)) {
  
•         return;
  
•     }
  
• 
  
•     my $name = $AUTOLOAD;
  
• 
  
•     if (defined($name)) {
  
•         $name =~ s/.*:://;
  
•     } else {
  
•         return;
  
•     }
  
• 
  
•     my $class = ref($this);
  
•     if (defined($this->{$name}) || @_) {
  
•         no strict 'refs';
  
•         *{"${class}::$name"} = sub {
  
•             my $this = shift();
  
•             $this->{$name} = shift() if (@_);
  
• 
  
•             # make a property in hash reference type to HashObject object.
  
•             if (ref($this->{$name}) eq 'HASH') {
  
•                 bless($this->{$name}, $class);
  
•             }
  
• 
  
•             return $this->{$name};
  
•         };
  
• 
  
•         goto &$name;
  
•     }
  
• }
  
• 
  
• package main;
  
• 
  
• my $obj = MyClass->new('name' => 'James Fancy');
  
• $obj->more1({'key', 'value of more1->key'});
  
• print($obj->name, "/n");
  
• print($obj->more1->key, "/n");
  
• print($obj->more2({})->key("value of more2->key"), "/n");
  
• 
  
• __END__
  
• James Fancy
  
• value of more1->key
  
• value of more2->key
  

　　

　　这样调用起来是不是方便多了？不过AUTOLOAD写起来很累人的。如果你只需要一个数据对象，网上有个Hash::AsObject的类很好用，用法和上面的最后一个示例差不多。

继承
　　我的确是对继承这个方面没怎么研究。不过简单的继承大概就是用use base语句引入基类而已，比如
　　

• package Parent;
  
• 
  
• sub test1 {
  
•     print("Parnet::test1/n");
  
• }
  
• 
  
• sub test {
  
•     print("Parent::test/n");
  
• }
  
• 
  
• package Sub;
  
• use base Parent;
  
• 
  
• sub test {
  
•     print("Sub::test/n");
  
• }
  
• 
  
• sub test2 {
  
•     $_[0]->Parent::test();
  
• }
  
• 
  
• package main;
  
• 
  
• my $obj = bless({}, *Sub);
  
• $obj->test();
  
• $obj->test1();
  
• $obj->test2();
  
• 
  
• __END__
  
• Sub::test
  
• Parnet::test1
  
• Parent::test
  

　　

参考资料
　　东南大学出版社出版，O'Reilly的《精通Perl(影印版)》，brian d foy著
　　
Perl version 5.10.0 documentation，http://perldoc.perl.org/
　　
Hash::AsObject源码，来自http://search.cpan.org/~nkuitse/Hash-AsObject-0.11/lib/Hash/AsObject.pm