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C# 使用Fluent API 创建自己的DSL(推荐)

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当我们需要处理某些特定的问题时，我们可以使用一种特定的编程语言或工具，这种语言或工具专门用于解决此类问题。但是在使用这种特定语言或工具的情况下，我们可能会受到限制，因为只能使用特定的语法和工具。因此，我们可以使用DSL(Domain Specific Language，领域特定语言)来解决这个问题。DSL是一种针对特定领域的编程语言，可以让我们在这个领域内拥有更高的灵活性和可读性，与通用语言相比，它可以帮助我们更简洁地表达问题。

在C#中，我们可以使用Fluent API创建自己的DSL。Fluent API是一种用于创建DSL的编程模式，它使用流畅的语法链来构建复杂的对象模型。

下面是使用Fluent API创建DSL的完整攻略：

步骤1：设计领域特定语言

在创建DSL之前，我们需要定义领域特定语言，它应该可以表达领域中的某些问题。DSL由一些有意义的关键字、方法或属性组成，可以让用户计算、操作和管理领域中的事物。例如，我们可以定义一个DSL来表示图形和形状，它应该包括这样的关键字和方法：图形、正方形、长方形、圆形、周长、面积等。

步骤2：使用Fluent API创建DSL

在使用Fluent API创建DSL之前，我们需要确定需要构建哪些对象模型和类型，以及它们之间的关系。此外，我们还需要定义一些方法来表示DSL中的关键字和操作。

例如，我们可以通过Fluent API创建一个图形类型，它可以表示各种形状，如正方形、长方形和圆形。首先，我们可以定义一个形状接口：

public interface IShape {
    double Perimeter { get; }
    double Area { get; }
}

然后，我们可以定义一个包含形状的接口：

public interface IShapeContainer {
    IShape Shape { get; }
    IShapeContainer With(IShape shape);
}

接下来，我们可以实现正方形、长方形和圆形类型：

public class Square : IShape {
    public double Side { get; set; }
    public double Perimeter => 4 * Side;
    public double Area => Side * Side;
}

public class Rectangle : IShape {
    public double Height { get; set; }
    public double Width { get; set; }
    public double Perimeter => 2 * (Height + Width);
    public double Area => Height * Width;
}

public class Circle : IShape {
    public double Radius { get; set; }
    public double Perimeter => 2 * Math.PI * Radius;
    public double Area => Math.PI * Radius * Radius;
}

最后，我们可以定义一个包含方法的类，用于创建形状：

public class ShapeFactory : IShapeContainer {
    private IShape shape;
    public IShape Shape => shape;
    public IShapeContainer With(IShape shape) {
        this.shape = shape;
        return this;
    }
    public static ShapeFactory Create() {
        return new ShapeFactory();
    }
    public static Square Square(double side) {
        return new Square { Side = side };
    }
    public static Rectangle Rectangle(double height, double width) {
        return new Rectangle { Height = height, Width = width };
    }
    public static Circle Circle(double radius) {
        return new Circle { Radius = radius };
    }
}

现在，我们可以使用Fluent API创建DSL的实例。例如，我们可以使用如下代码表示一个长方形：

var rectangle = ShapeFactory
    .Create()
    .With(ShapeFactory.Rectangle(5, 10))
    .Shape;

又或者，我们可以使用如下代码表示一个正方形：

var square = ShapeFactory
    .Create()
    .With(ShapeFactory.Square(5))
    .Shape;

步骤3：测试DSL

一旦我们创建了DSL实例，我们需要对其进行测试，以确保它能够正确地执行计算和运算。我们可以编写一些单元测试来验证DSL的正确性，以及它是否正确地计算周长和面积。

下面是一个简单的测试方法：

[TestMethod]
public void TestShapeFactory() {
    var square = ShapeFactory
        .Create()
        .With(ShapeFactory.Square(5))
        .Shape;
    Assert.AreEqual(20, square.Perimeter);
    Assert.AreEqual(25, square.Area);

    var rectangle = ShapeFactory
        .Create()
        .With(ShapeFactory.Rectangle(5, 10))
        .Shape;
    Assert.AreEqual(30, rectangle.Perimeter);
    Assert.AreEqual(50, rectangle.Area);

    var circle = ShapeFactory
        .Create()
        .With(ShapeFactory.Circle(5))
        .Shape;
    Assert.AreEqual(2 * Math.PI * 5, circle.Perimeter);
    Assert.AreEqual(Math.PI * 5 * 5, circle.Area);
}

这段代码测试了三个形状的周长和面积，以确保它们被正确计算。

示例1：创建一个简单的SQL查询DSL

我们可以使用Fluent API来创建一个DSL来简化SQL查询的过程。该DSL将允许用户构建SQL查询并轻松进行筛选、排序和限制。

首先，我们可以定义一个SQL查询接口：

public interface ISqlQuery {
    ISqlQuery Select(string columns);
    ISqlQuery From(string table);
    ISqlQuery Where(string condition);
    ISqlQuery OrderBy(string columns);
    ISqlQuery Limit(int offset, int limit);
    string Build();
}

然后，我们可以使用Fluent API来实现查询：

public class SqlQuery : ISqlQuery {
    private StringBuilder builder = new StringBuilder();

    public ISqlQuery Select(string columns) {
        builder.Append($"SELECT {columns} ");
        return this;
    }

    public ISqlQuery From(string table) {
        builder.Append($"FROM {table} ");
        return this;
    }

    public ISqlQuery Where(string condition) {
        builder.Append($"WHERE {condition} ");
        return this;
    }

    public ISqlQuery OrderBy(string columns) {
        builder.Append($"ORDER BY {columns} ");
        return this;
    }

    public ISqlQuery Limit(int offset, int limit) {
        builder.Append($"LIMIT {limit} OFFSET {offset} ");
        return this;
    }

    public string Build() {
        return builder.ToString();
    }
}

这个类包含多个方法，它们可以用于构建查询语句。例如，我们可以使用如下代码来创建该DSL的一个示例：

var query = new SqlQuery()
    .Select("*")
    .From("Employees")
    .Where("Salary > 50000")
    .OrderBy("Name")
    .Limit(0, 10)
    .Build();

这将构建一个SQL查询，该查询将以字母顺序对Employees表中薪资超过50000的员工进行排序，并返回第0到第10个结果。

示例2：创建一个测试DSL

我们可以使用Fluent API来创建一个DSL，该DSL旨在简化编写单元测试的过程。该DSL将允许用户轻松设置测试数据并添加断言，以便测试代码中的期望行为。

首先，我们可以定义一个测试接口：

public interface ITest {
    ITest With(Action<ITestContext> action);
}

然后，我们可以实现一个基于Fluent API的测试类：

public class Test : ITest {
    private List<TestAction> actions = new List<TestAction>();

    public ITest With(Action<ITestContext> action) {
        var ctx = new TestContext();
        action(ctx);
        actions.AddRange(ctx.Actions);
        return this;
    }

    public void Run() {
        foreach (var action in actions) {
            action.Invoke();
        }
    }
}

该类旨在接受一组测试操作，这些操作将在测试运行时进行执行。操作应将其期望状态添加到测试上下文中，以便在运行时进行验证。

我们还需要一些类来表示测试上下文和测试操作：

public interface ITestContext {
    void Assert(Action assertion);
    void Succeed();
    void Fail();
}

public class TestContext : ITestContext {
    private bool success = true;
    private List<Action> assertions = new List<Action>();

    public void Assert(Action assertion) {
        assertions.Add(assertion);
    }

    public void Succeed() {
        success = true;
    }

    public void Fail() {
        success = false;
    }

    public IEnumerable<TestAction> Actions {
        get {
            foreach (var assertion in assertions) {
                yield return new TestAction(assertion);
            }
        }
    }

    public bool Success => success;
}

public class TestAction {
    private readonly Action action;

    public TestAction(Action action) {
        this.action = action;
    }

    public void Invoke() {
        action.Invoke();
    }
}

最后，我们可以使用如下代码来创建该DSL的一个示例：

var test = new Test()
    .With(ctx => {
        ctx.Assert(() => Assert.AreEqual(2, 1 + 1));
        ctx.Assert(() => Assert.AreEqual("hello", "world"));
    })
    .Run();

该示例测试了两个断言，第一个断言验证1+1是否等于2，第二个断言验证"hello"和"world"是否相等。

这些都是使用Fluent API创建自己的DSL的示例，你可以根据自己的需求设计和实现自己的DSL。

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