面向数据的编程 · Laurent

面向数据的编程 · Laurent

我学习了DDD领域驱动设计、六边形架构和面向数据的编程。我在 Airbnb与Daniel Low在Krispr的工作中使用了前两个。当我们的需求发生变化时，它可以更轻松地扩展项目、重新设计其依赖项和交付机制。然而，今天，我正在写我最近的兴趣：面向数据的编程。

面向数据的编程

Yehonathan Sharvit推广该术语Data-Oriented Programming以包含一组原则，使开发代码库变得更容易。虽然这些原则都不是新颖的，但它们在行业中并不是主流，它们确实使使用代码变得容易得多。

多年来阅读 Yehonathan 的博客文章后，我买了他的书，我很喜欢！当谈到技术写作风格时，这是一股清新的空气。这本书讲述了两个开发人员一起学习面向数据的编程原理的故事。它使用了一种引人入胜的对话风格，让你想更多地了解他们的故事以及他们正在解决的下一个问题。

在这篇文章中，我将解释我从书中得到的 3 个关键思想：

1. OOP 迫使您一次性同时做出太多限制设计并导致重写的决定
2. 使用通用和开放的数据结构表示所有数据，更容易探索和扩展系统的状态
3. 不可变的数据结构是必须的，它使推理程序更容易

1. OOP迫使你同时做出太多限制设计和导致重写的决定

在做一个副业的时候，直到最近，我默认的选择是使用Python的OOP。我注意到，随着项目的发展，我倾向于重写很大一部分代码，以更好地表达我的想法，选择更好的名字，更好的类层次，以不同的方式表示数据或副作用。OOP吸引了我的完美主义倾向，有时会让我想重写系统中没有必要重写的部分。它刺激了我的智力，看我如何能在数据上提出最好的抽象，最容易使用的模式。

在读完面向数据编程的OOP章节后，我改变了主意。我觉得有必要尝试用Clojure构建我所有的副业，并从一开始就实践代码和数据的分离。这就是我在最近的项目中采用的风格：一个跟踪我的预算并自动对进入的交易进行分类的工具（就像Mint，但在对交易进行分类方面做得更好）。我只写了一次项目，还没有感觉到重做它的核心部分的冲动。最近，我也开始重构代码，把所有的数据从Clojure文件中提取出来，放到一个配置文件中，这非常容易，只需要10分钟。

{
 :start "01/01/2021"
 :end "12/31/2021"
 :sources [{:type "folder-recursive" :value "/Users/laurent/Downloads"}]
 :input-folder "/Users/laurent/Downloads"
 :report-name "2021"
 :output-folder "/Users/laurent/Documents/budget"
 :exclusion-rules '[("description%" #{"AUTOPAY PAYMENT"})]
 :categories-rules
 '[
   ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
   ;; High priority rules                             ;;
   ;; These entries categorize specific transactions  ;;
   ;; with a specific date, they take precedence over ;;
   ;; the other rules                                 ;;
   ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;


   ("venmo"                   "laurent/haircut" {:date "03/25/2021" :amount 40.0 :note "Tried a new hair style, it turned out great, go back there" :rating "A"})
   ...
   ]'
 }

简而言之，我将继续分离数据和代码，并从一开始就为我的副项目采用函数式风格。它只是让我更有效率，并消除了我重构为更好抽象的倾向。

2. 不可变的数据结构是必须的，它使推理程序更容易

阅读代码时，您必须牢记很多上下文和抽象概念。我在与其他人的工作中发现，与阅读散文不同，阅读一段复杂的代码对于最有经验的程序员来说也是一项挑战。在使用不具有不可变数据结构的语言（大多数语言）时，我们要牢记的一个特别考虑因素是操作可能会发生in place或return a new copy.

例如在 Python 中，对列表进行排序：

list.sort() 对列表进行排序并替换原始列表，而 sorted(list) 返回列表的排序副本，而不更改原始列表。

一些语言和社区已经找到了区分这两者的方法，例如 Ruby 社区已经对!字符进行了标准化，以指示发生变化的操作。然而，记住约定并应用它取决于各个程序员。这就是为什么，即使我阅读 ruby​​ 代码，有时我也必须检查我使用的是哪种操作风格。

在面向数据的编程中，Yehonathan 提倡不可变和持久的数据结构。首先是一些定义：

• 不可变数据结构

一旦有了值就不能改变的数据结构。它也被称为“冻结”数据结构。这是一个抽象的概念。

• 持久数据结构

使用结构共享实现高效的不可改变的数据结构的方法

• 两个数据结构之间的结构共享

当数据结构引用同一块内存时，即使它们彼此不同。一个例子说明了这一点：对列表 ["a", "b"] 和列表 ["a", "b", "c"] 进行映像。后者可以建立在前者之上，重用内存布局并在其末尾添加“c”。

不可变数据结构是主流，我已经看到它们在业界的应用，特别是在Java的Guava中，但持久性的数据结构不是，这是一种耻辱，因为它们是表示不可变数据结构的有效方法， Clojure是我所知道的唯一一门语言，该语言中的所有数据结构默认都是持久性的。

建议：如果你在面试中提到持久化数据结构作为解决问题的一种方式，请确保你知道如何实现它们（阅读一些论文，例如这篇）。

当你使用不可变数据结构（无论是否持久化）时，一整类bug就会消失，你不必一直考虑操作是否会突变底层数据，它们根本不会这样做。

我喜欢Yehonathan在《面向数据的编程》中解释所有这些概念，并链接到使用这种数据结构的常见语言的库。它为我澄清了这些术语，并使我更加确信，不可变数据结构几乎总是要走的路。唯一的例外是对性能高度敏感的代码，但我的工作中很少写这种代码。

3. 使用通用和开放的数据结构表示所有的数据，这使得探索一个系统的状态和扩展它变得更加容易。

早些时候，我提到我如何配置我的预算分析器。在配置中，你可能已经注意到这一行。

("venmo" "laurent/haircut" {:date "03/25/2021"
                            :amount 40.0
                            :note "Tried a new hair style, it turned out great, go back there"
                            :rating "A"})

项目的代码中没有任何东西知道:note和:rating，我只是在写规则时加入了它们，以对交易进行分类，记录我喜欢那个发型的事实。这之所以可能，只是因为我使用通用和开放的数据结构来表示我的所有数据。在Clojure中，我使用列表、向量、地图和原始类型来表示我程序中的所有数据。如果你习惯于OOP，这听起来可能很可怕，Yehonathan在他的书中再一次很好地驳斥了为什么它一点也不可怕的原因!

由于方法上的这一小小的改变，我能够在数据上使用丰富的通用操作（例如由Clojure标准库提供），我也可以轻松地进行序列化和反序列化，检查系统的运行状态并为数据提供时间旅行机制。

结语

如果你喜欢我上面介绍的一些想法，我鼓励你阅读《面向数据的编程》，看看你如何以不同于你所习惯的角度来处理编程任务。它已经成为我在副业和不受制于OOP代码库时的新工作方式。