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  • 第三章 学习ICE 3.0Slice语言

    Slice语言

    首先，请大家读ICE中文手册中的Slice语言一章。 这一部分除了model（模块），在 ICE 1.3中文手册中都有描述


    图 2.1. ice网络编程示意图(服务器端和客户端采用同种编程语言C＋＋)

    ice网络编程示意图(服务器端和客户端采用同种编程语言C＋＋)

    图 2.2. ice网络编程示意图(服务器端和客户端采用不同编程语言)

    ice网络编程示意图(服务器端和客户端采用不同编程语言)

    基础知识

    含有Slice 定义的文件必须以.ice 扩展名结尾，例如， Clock.ice就是一个有效的文件名。编译器拒绝接受其他扩展名。

    Slice 支持#ifndef、#define、#endif，以及#include 预处理指令。它们的使用方式有严格的限制：你只能把#ifndef、#define，以及#endif 指令用于创建双包括（double-include）块。例如： 

    #ifndef _CLOCK_ICE
    #define _CLOCK_ICE
    // #include 文件 here...
    //定义 here...
    #endif _CLOCK_ICE

    我们强烈建议你在所有的Slice 定义中使用双包括（double-include）块（所上），防止多次包括同一文件。

    #include 指令只能出现在Slice 源文件的开头，也就是说，它们必须出现在其他所有Slice 定义的前面。此外，在使用#include 指令时，只允许使用<> 语法来指定文件名，不能使用""。例如： 

     #include <File1.ice> // OK
    #include "File2.ice" // 不支持!

    你不能把这些预处理指令用于其他目的，也不能使用其他的C++ 预处理指令 （比如用\ 字符来连接行、token 粘贴，以及宏展开，等等）。

    在Slice 定义里，既可以使用C 的、也可以使用C++ 的注释风格：

    Slice 关键字必须小写。例如， class 和dictionary 都是关键字，必须按照所示方式拼写。这个规则有两个例外：Object 和LocalObject 也是关键字，必须按照所示方式让首字母大写。

    标识符以一个字母起头，后面可以跟任意数目的字母或数字。Slice 标识符被限制在ASCII 字符范围内，不能包含非英语字母，与C++ 标识符不同， Slice 标识符不能有下划线。这种限制初看上去显得很苛刻，但却是必要的：保留下划线，各种语言映射就获得了一个名字空间，不会与合法的Slice 标识符发生冲突。于是，这个名字空间可用于存放从Slice 标识符派生的原生语言标识符，而不用担心其他合法的Slice 标识符会碰巧与之相同，从而发生冲突 。

    标识符（变量名等等）是大小写不敏感的，但大小写的拼写方式必须保持一致（看了后面的话，再理解一下）。例如，在一个作用域内， TimeOfDay 和TIMEOFDAY 被认为是同一个标识符。但是，Slice 要求你保持大小写的一致性。在你引入了一个标识符之后，你必须始终一致地拼写它的大写和小写字母；否则，编译器就会将其视为非法而加以拒绝。这条规则之所以存在，是要让Slice 既能映射到忽略标识符大小写的语言，又能映射到把大小写不同的标识符当作不同标识符的语言。（可以这样理解，变量名区分大小写，并且不可以是相同的单词）

    是关键字的标识符:你可以定义在一种或多种实现语言中是关键字的Slice 标识符。例如，switch是完全合法的Slice标识符，但也是C++和Java的关键字。语言映射定义了一些规则来处理这样的标识符。要解决这个问题，通常要用一个前缀来使映射后的标识符不再是关键字。例如， Slice 标识符switch 被映射到C++ 的_cpp_switch ，以及Java 的_switch。对关键字进行处理的规则可能会产生难以阅读的源码。像native、throw，或export 这样的标识符会与C++ 或Java（或两者）的关键字发生冲突。为了让你和别人生活得更轻松一点，你应该避免使用是实现语言的关键字的Slice 标识符。要记住，以后Ice 可能会增加除C++ 和Java 以外的语言映射。尽管期望你总结出所有流行的编程语言的所有关键字并不合理，你至少应该尽量避免使用常用的关键字。使用像self、import，以及while 这样的标识符肯定不是好主意。

    转义的标识符:在关键字的前面加上一个反斜线，你可以把Slice 关键字用作标识符，例如: 

    struct dictionary { // 错误!
    // ...
    };
    struct \dictionary { // OK
    // ...
    };

    反斜线会改变关键字通常的含义；在前面的例子中， \dictionary 被当作标识符dictionary。转义机制之所以存在，是要让我们在以后能够在Slice 中增加关键字，同时尽量减少对已有规范的影响：如果某个已经存在的规范碰巧使用了新引入的关键字，你只需在新关键字前加上反斜线，就能够修正该规范。注意，从风格上说，你应该避免用Slice 关键字做标识符（即使反斜线转义允许你这么做）。

    保留的标识符:Slice 为Ice 实现保留了标识符Ice 及以Ice （任何大小写方式）起头的所有标识符。例如，如果你试图定义一个名为Icecream 的类型， Slice 编译器会发出错误警告3。以下面任何一种后缀结尾的Slice 标识符也是保留的：Helper、Holder、Prx，以及Ptr。Java 和C++ 语言映射使用了这些后缀，保留它们是为了防止在生成的代码中发生冲突。

    （注：ICE 1.3的中文手册上没有“模块”这一部分）模块来组织一组相关的语句是为了解决名字冲突。模块可以包含所有合法的Slice语句和子模块。你可以用一些不常用的词来给最外层的模块命名，比如公司名、产品名等等。 

    module ZeroC {

    	module Client {
    	// Definitions here...
    	};

    	module Server {
    	// Definitions here...
    	};
    };

    Slice要求所有的定义都是模块的一部分，比如，下面的语句就是非法的。 

    interface I { // 错误:全局空间中只可以有模块
    // ...
    };

    多个文件可以共享同一个模块，比如： 

    module ZeroC {
    // Definitions here...
    };

    //另一个文件中 :
    module ZeroC { // OK, reopened module
    // More definitions here...
    };

    把一个大的模块放到几个文件中去可以方便编译（你只需重新编译被修改的文件，而没有必要编译整个模块）。

    模块将映射的语言中的相应结构，比如 C++, C#, 和 Visual Basic, Slice的modules被映射为namespaces；java中被映射为package.

    除了少数与特定的程序语言相关的调用之外，ice的绝大部分API（应用程序接口）都是用Slice来定义的 。这样做的好处是可以用一个ICE API定义文件来支持所有的程序语言。

    [注意] 注意
    为了保证代码的简洁，以后文章中提及的Slice定义没有写出包含的模块，你要假定该语句是在一个模块中。

    表 2.1. Slice的数据类型

    类型 取值范围 大小（单位：bit）
    bool false or true ≥ 1
    byte -128-127或0-255 ≥ 8
    short 2－15至215－1 ≥ 16
    int 2－31至231－1 ≥ 32
    long 2－63至263－1 ≥ 64
    float IEEE的单精度 ≥ 32 bits
    double IEEE的双精度 ≥ 64 bits
    string 所有Unicode 字符，除了所有位为零的字符 变长

    用户定义的类型

    • 枚举:enum Fruit { Apple, Pear, Orange };

      这个定义引入了一种名为Fruit 的类型，这是一种拥有自己权利的新类型。关于怎样把顺序值（ordinal values）赋给枚举符的问题， Slice 没有作出定义。例如，你不能假定，在各种实现语言中，枚举符Orange 的值都是2。Slice 保证枚举符的顺序值会从左至右递增，所以在所有实现语言中，Apple 都比Pear 要小。与C++ 不同， Slice 不允许你控制枚举符的顺序值（因为许多实现语言不支持这种特性）： 

      enum Fruit { Apple = 0, Pear = 7, Orange = 2 }; // 出错

      在实践中，只要你不在地址空间之间传送枚举符的顺序值，你就不用管枚举符使用的值是多少。例如，发送值0 给服务器来表示Apple 可能会造成问题，因为服务器可能没有用0 表示Apple。相反，你应该就发送值Apple 本身。如果在接收方的地址空间中， Apple 是用另外的顺序值表示的， Ice run time 会适当地翻译这个值。

      与在C++ 里一样， Slice 枚举符也会进入围绕它的名字空间，所以下面的定义是非法的： 

      enum Fruit { Apple, Pear, Orange };
      enum ComputerBrands { Apple, IBM, Sun, HP }; // Apple已经被定义!

      Slice 不允许定义空的枚举。

    • 结构

      Slice 支持含有一个或多个有名称的成员的结构，这些成员可以具有任意类型，包括用户定义的复杂类型。例如： 
      struct TimeOfDay {
      short hour; // 0 - 23
      short minute; // 0 - 59
      short second; // 0 - 59
      };
      与在 C++ 里一样，这个定义引入了一种叫作TimeOfDay 的新类型。结构定义会形成名字空间，所以结构成员的名字只需在围绕它们的结构里是唯一的。在结构内部，只能出现数据成员定义，这些定义必须使用有名字的类型。例如，你不可能在结构内定义结构： 
      struct TwoPoints {
      struct Point { //错误!
      short x;
      short y;
      };
      Point coord1;
      Point coord2;
      };
      这个规则大体上适用于Slice：类型定义不能嵌套（除了模块支持嵌套）。其原因是，对于某些目标语言而言，嵌套的类型定义可能会难以实现，而且，即使能够实现，也会极大地使作用域解析规则复杂化。对于像Slice 这样的规范语言而言，嵌套的类型定义并无必要——你总能以下面的方式编写上面的定义（这种方式在风格上也更加整洁）： 
      struct Point {
      short x;
      short y;
      };
      struct TwoPoints { // Legal (and cleaner!)
      Point coord1;
      Point coord2;
      }

    • 序列

      序列是变长的元素向量： 

      sequence<Fruit> FruitPlatter;
      序列可以是空的——也就是说，它可以不包含元素；它也可以持有任意数量的元素，直到达到你的平台的内存限制。 序列包含的元素自身也可以是序列。这种设计使得你能够创建列表的列表： 
      sequence<FruitPlatter> FruitBanquet;

      序列可用于构建许多种collection，比如向量、列表、队列、集合、包（bag），或是树（次序是否重要要由应用决定；如果无视次序，序列充当的就是集合和包）。

      序列的一种特别的用法已经成了惯用手法，即用序列来表示可选的值。例如，我们可能拥有一个Part 结构，用于记录小汽车的零件的详细资料。这个结构可以记录这样的资料：零件名称、描述、重量、价格，以及其他详细资料。 备件通常都有序列号，我们用一个long 值表示。但有些零件，比如常用的螺丝钉，常常没有序列号，那么我们在螺丝钉的序列号字段里要放进什么内容？要处理这种情况，有这样一些选择：

      • 用一个标记值，比如零，来指示“没有序列号”的情况。

        这种方法是可行的，只要确实有标记值可用。尽管看起来不大可能有人把零用作零件的序列号，这并非是不可能的。而且，对于其他的值，比如温度值，在其类型的范围中的所有值都可能是合法的，因而没有标记值可用。

      • 把序列号的类型从long 变成string。

        串自己有内建的标记值，也就是空串，所以我们可以用空串来指示.“没有序列号”的情况。这也是可行的，但却会让大多数人感到不快：我们不应该为了得到一个标记值，而把某种事物自然的数据类型变成string

      • 增加一个指示符来指示序列号的内容是否有效. 

        struct Part {
        string name;
        string description;
        // ...
        bool serialIsValid; // true if part has serial number
        long serialNumber;
        };

        对于大多数人而言，这也让人讨厌，而且最终肯定会让你遇到麻烦：迟早会有程序员忘记在使用序列号之前检查它是否有效，从而带来灾难性的后果。

      • 用序列来建立可选字段

        这种技术使用了下面的惯用手法： 

        sequence<long> SerialOpt;
        struct Part {
        string name;
        string description;
        // ...
        SerialOpt serialNumber; // optional: zero or one element
        };

        按照惯例， Opt 后缀表示这个序列是用来建立可选值的。如果序列是空的，值显然就不在那里；如果它含有一个元素，这个元素就是那个值。这种方案明显的缺点是，有人可能会把不止一个元素放入序列。为可选值增加一个专用的Slice 成分可以纠正这个问题。但可选值并非那么常用，不值得为它增加一种专门的语言特性（我们将看到，你还可以用类层次来建立可选字段）。

    • 词典

      词典是从键类型到值类型的映射。例如： 

      struct Employee {
      long number;
      string firstName;
      string lastName;
      };
      dictionary<long, Employee> EmployeeMap;

      这个定义创建一种叫作EmployeeMap 的词典，把雇员号映射到含有雇员详细资料的结构。你可以自行决定键类型（在这个例子中是long 类型的雇员号）是否是值类型（在这个例子中是Employee 结构）的一部分——就Slice 而言，你无需让键成为值的一部分。

      词典可用于实现稀疏数组，或是具有非整数键类型的任何用于查找的数据结构。尽管含有键－值对的结构的序列可用于创建同样的事物，词典要更为适宜：

      • 词典明确地表达了设计者的意图，也就是，提供从值的域（domain）到值的范围（range）的映射（含有键－值对的结构的序列没有如此明确地表达同样的意图）。

      • 在编程语言一级，序列被实现成向量（也可能是列表），也就是说，序列不大适用于内容稀疏的域，而且要定位具有特定值的元素，需要进行线性查找。而词典被实现成支持高效查找的数据结构（通常是哈希表或红黑树），其平均查找时间是O(log n)，或者更好。词典的键类型无需为整型。例如，我们可以用下面的定义来翻译一周每一天的名称： 

        dictionary<string, string> WeekdaysEnglishToGerman;

        服务器实现可以用键－值对Monday–Montag、Tuesday–Dienstag，等等，对这个映射表进行初始化。

      • 词典的值类型可以是用户定义的任何类型。但词典的键类型只能是以下类型之一：

        • 整型（byte、short、int、long、bool，以及枚举类型）

        • string

        • 元素类型为整型或string 的序列

        • 数据成员的类型只有整型或string 的结构

        复杂的嵌套类型，比如嵌套的结构或词典，以及浮点类型（float和double），不能用作键类型。之所以不允许使用复杂的嵌套类型，是因为这会使词典的语言映射复杂化；不允许使用浮点类型，是因为浮点值在跨越机器界线时，其表示会发生变化，有可能导致成问题的相等语义。

    • 常量定义与直接量

      Slice 允许你定义常量。常量定义的类型必须是以下类型中的一种：

      • 整型（bool、byte、short、int、long，或枚举类型）

      • float 或double

      • string

      下面有一些例子： 

      const bool AppendByDefault = true;
      const byte LowerNibble = 0x0f;
      const string Advice = "Don't Panic!";
      const short TheAnswer = 42;
      const double PI = 3.1416;
      enum Fruit { Apple, Pear, Orange };
      const Fruit FavoriteFruit = Pear;

      直接量（literals）的语法与C++ 和Java 的一样（有一些小的例外）：

      • 布尔常量只能用关键字false和true初始化（你不能用0和1来表示false和true）。

      • 和C++ 一样，你可以用十进制、八进制，或十六进制方式来指定整数直接量。例如： 

        const byte TheAnswer = 42;
        const byte TheAnswerInOctal = 052;
        const byte TheAnswerInHex = 0x2A; // or 0x2a
        [注意] 注意
        如果你把byte 解释成数字、而不是位模式，你在不同的语言里可能会得到不同的结果。例如，在C++ 里， byte 映射到char，取决于目标平台， char 可能是有符号的，也可能是无符号的。
        [注意] 注意
        用于指示长常量和无符号常量的后缀（C++ 使用的l、L、u、U）是非法的： 
        const long Wrong = 0u; // Syntax error
        const long WrongToo = 1000000L; // Syntax error

        • 整数直接量的值必须落在其常量类型的范围内，否则编译器就会发出诊断消息。

        • 浮点直接量使用的是C++语法，除了你不能用l或L后缀来表示扩展的浮点常量；但是， f 和F 是合法的（但会被忽略）。下面是一些例子： 

          const float P1 = -3.14f; // Integer & fraction, with suffix
          const float P2 = +3.1e-3; // Integer, fraction, and exponent
          const float P3 = .1; // Fraction part only
          const float P4 = 1.; // Integer part only
          const float P5 = .9E5; // Fraction part and exponent
          const float P6 = 5e2; // Integer part and exponent

        • 浮点直接量必须落在其常量类型（float 或double）的范围内；否则编译器会发出诊断警告。

        • 串直接量支持与C++ 相同的转义序列。下面是一些例子： 

          const string AnOrdinaryString = "Hello World!";
          const string DoubleQuote = "\"";
          const string TwoSingleQuotes = "'\'"; // ' and \' are OK
          const string Newline = "\n";
          const string CarriageReturn = "\r";
          const string HorizontalTab = "\t";
          const string VerticalTab = "\v";
          const string FormFeed = "\f";
          const string Alert = "\a";
          const string Backspace = "\b";
          const string QuestionMark = "\?";
          const string Backslash = "\\";
          70 Slice 语言
          const string OctalEscape = "\007"; // Same as \a
          const string HexEscape = "\x07"; // Ditto
          const string UniversalCharName = "\u03A9"; // Greek Omega
          和在 C++ 里一样，相邻的串直接量会连接起来：
          const string MSG1 = "Hello World!";
          const string MSG2 = "Hello" " " "World!"; // Same message
          /*
          * Escape sequences are processed before concatenation,
          * so the string below contains two characters,
          * '\xa' and 'c'.
          */
          const string S = "\xa" "c";
          [注意] 注意
          Slice 没有null 串的概念 
          const string nullString = 0; // Illegal!
          null 串在Slice 里根本不存在，因此，在Ice 平台的任何地方它都不能用作合法的串值。这一决定的原因是， null 串在许多编程语言里不存在

    接口、操作，以及异常
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