Python DSL: адаптированные решения для специализированных доменов

Когда мы пишем программу, мы обнаруживаем, что решаемые проблемы относятся к конкретным областям, также называемым доменами, например:

• Банковская система должна описывать транзакции, процентные ставки.
• Веб-приложение должно определять маршруты, шаблоны и ответы.

Используя язык общего назначения (GPL) вроде Python или Java, мы можем решать эти проблемы, но код становится слишком детализированным и повторяющимся. Поэтому мы будем использовать DSL (Domain Specific Language — предметно-ориентированный язык).

DSL — Предметно-ориентированный язык

Предметно-ориентированный язык — это язык программирования или спецификации, посвященный конкретному домену. Он отличается от языка общего назначения (GPL вроде Python, C++ или Java). Они бывают двух типов:

• Внешний DSL — это полностью новый язык со своим синтаксисом и компилятором
• Внутренний DSL (Embedded DSL) — DSL, построенный внутри хост-языка, используя его синтаксис и конструкции.

Внешний DSL

Для работы с базами данных мы используем SQL, вместо написания циклов для ручного сканирования данных мы просто пишем:

SELECT name FROM users WHERE age > 10;

Для проектирования веб-страниц мы используем HTML, вместо ручного управления строками текста и позициями мы просто объявляем:

<h1>Welcome To Tutorialspoint</h1>

Внутренний DSL

В Python предметно-ориентированный язык строится на вершине синтаксиса Python. Фреймворки вроде Flask или Pandas — примеры DSL-подобных библиотек, помогающих выражать проблемы четко.

@app.route('/home')
def home():
    return "Hello...!"

Зачем DSL в Python

Python — лучший выбор для DSL, потому что:

• Его синтаксис прост и выразителен.
• Он позволяет использовать функции и классы как строительные блоки.

Например, тестовые фреймворки вроде pytest или веб-фреймворки вроде Flask — это DSL-подобные. Вместо написания низкоуровневой логики они позволяют писать выразительные команды.

Погрузимся в пример, чтобы узнать больше о предметно-ориентированном языке.

Пример 1

Посмотрим на следующий пример, где мы абстрагируем язык математики в именованные функции.

def add(x, y):
    return x + y
def multiply(x, y):
    return x * y
print(add(multiply(1, 3), multiply(2, 4)))

Вывод вышеуказанной программы:

11

Пример 2

Рассмотрим следующий пример, где мы используем DSL в конфигурационных файлах.

class demo:
    def __init__(self):
        self.settings = {}
    def set(self, key, value):
        self.settings[key] = value
        return self
    def get(self, key):
        return self.settings.get(key)
result = demo()
result.set("host", "Welcome").set("port", 1231)
print(result.get("host"))

Вывод вышеуказанной программы:

Welcome

Пример 3

В следующем примере мы наблюдаем DSL для запроса данных с использованием SQL-синтаксиса внутри Python.

class demo:
    def __init__(x, dataset):
        x.dataset = dataset
    def where(x, condition):
        x.dataset = [item for item in x.dataset if condition(item)]
        return x
    def select(x, selector):
        return [selector(item) for item in x.dataset]
users = [
    {"name": "Ram", "age": 10},
    {"name": "Ravi", "age": 24},
    {"name": "Rahul", "age": 19},
]
result = demo(users).where(lambda u: u["age"] > 18).select(lambda u: u["name"])
print(result)

Вывод вышеуказанной программы:

['Ravi', 'Rahul']