动态语言和 Silverlight

核心提示：目录 获得 DLRConsole使用 DLRConsole深入了解代码2 + 2 这个问题有多难？别急，还有更多需要讨论立即动手尝试吧！孩子们是从创造性的玩耍中学习知识的，动态语言和 Silverlight，从乐高 (LEGO) 玩具到 GI Joe 玩具和芭比娃娃（我发誓，这些都是我姐姐的玩具），如果您有兴趣了解更多

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获得 DLRConsole

使用 DLRConsole

深入了解代码

2 + 2 这个问题有多难？

别急，还有更多需要讨论

立即动手尝试吧！

孩子们是从创造性的玩耍中学习知识的。从乐高 (LEGO) 玩具到 GI Joe 玩具和芭比娃娃（我发誓，这些都是我姐姐的玩具），孩子们总是一把拿起玩具，然后凭直觉来鼓捣它们，他们不会拿出玩具手册来阅读，至少不会为了解玩具的玩法而阅读手册！当“做事情的正确方式”尚未深深地印入脑海时，通过体验和摆弄东西来了解事物可以说是人类的本性，儿童尤其如此。勿庸置疑，这种动手实践是一种最佳的学习方法。

以同样观点来看软件，动态语言通常与交互环境相关联，为您提供一种“执行 - 评估 - 输出”的循环（Run-Evaluate-Print Loop，REPL），允许使用探索性的“尝试 - 错误”法进行编程。从某种意义说，REPL 方法使编程变成一种注重动手操作的“玩耍”。这就是为什么动态语言的倡导者常常说，“你只要摆弄一下就知道是怎么回事了”。

当我的团队将动态语言集成到 Silverlight™ 中时，大家马上就想让它能够结合 Silverlight 一起使用。Jim Hugunin 只做了一些巧妙的编程，DLRConsole 就诞生了。本专栏将探讨 DLRConsole 的工作原理，并进而讨论 IronPython、DLR 托管以及 DLR 与 Silverlight 的集成。

获得 DLRConsole

本地运行 DLRConsole

您可以将 DLRConsole 下载到本地计算机上运行，但是设置上稍微复杂一些，因为这需要 Web 服务器的支持。在设置好 Web 服务器后，您即可解压缩 DLRConsole.zip 文件，并将该文件夹置于 Web 服务器的文件夹中，然后在您的 Web 服务器上导航到 /DLRConsole/index.htm。（如何在计算机上设置 Web 服务器不在本专栏的讨论范围内，但您可以在 iis.net/articles/view.aspx/IIS7/Deploy-an-IIS7-Server/Installing-IIS7/Install-IIS7-on-Vista 上找到 Windows Vista 下的一些设置指南，以及在 docs.info.apple.com/article.html?path=Mac/10.4/en/mh1921.html 上找到 Mac OS 10.4 下的一些设置指南。）

在自己的 Web 服务器上运行时只需注意一点，即需要将服务器的配置设置为支持 DLR 语言。如果出现以下错误消息，则说明有问题：

Silverlight error message　　
ErrorCode: 2024
ErrorType: ParserError　　　
Message: Invalid attribute value text/python.　　
XamlFile: DLRConsole.xaml　　
Line: 6　　
Position: 53

这时您需要将以下 MIME 类型映射添加到服务器配置中：

.py == text/python
.jsx == text/jscript

至此，就可以庆贺一下了：您可以运行 DLR Silverlight 应用程序了！

但是，在深入探讨 DLRConsole 之前，我或许应该先大致介绍一下动态语言运行时 (DLR)，这是一个运行于 CLR 之上的动态语言支持系统，它提供了大多数动态语言实现所需的语言服务。这些服务包括动态类型系统、动态方法调度、动态代码生成和宿主 API。有关 DLR 的详细信息，请参阅 Jim Hugunin 的博客文章，网址为 blogs.msdn.com/hugunin/ archive/2007/04/30/a-dynamic-language-runtime-dlr.aspx。

DLRConsole 是一个 Silverlight 1.1 示例，演示了一个非常轻量级的代码开发和实验工具。（请注意自 2008 年 1 月 1 日起，Silverlight 1.1 已更名为 Silverlight 2.0。）它允许您编辑和执行 XAML 和 Python 代码，并在支持代码着色和代码自动完成的交互式编辑器中使用 Python 和 JScript® 进行实验。

DLRConsole 从两方面体现了 DLR 与 Silverlight 的集成。一方面，它是一个用 DLR 兼容的语言 IronPython 编写的 Silverlight 应用程序。另一方面，它利用了 DLR 宿主 API 来执行键入到控制台和编辑器中的 DLR 代码。

您可以从 silverlight.net/Samples/1.1/DLR-Console/DLRConsole.zip 下载 DLRConsole 代码到本地执行。如果您只想交互式地使用 DLRConsole，请访问 silverlight.net/Samples/1.1/DLR-Console/python 上的托管版本。要运行 DLRConsole，您的计算机上必须安装 Silverlight。在未安装 Silverlight 的情况下运行 DLRConsole 时，程序会提示您 Silverlight 的下载链接；但如果您希望提前安装适用于 Windows® 或 Apple 平台的 Silverlight，请访问 microsoft.com/silverlight/install.aspx。如果您使用的是基于 Linux 的操作系统，请访问 mono-project.com/Moonlight，参考针对 Linux 的 Silverlight 实现 - Mono 的 Moonlight 项目。

使用 DLRConsole

在浏览器中运行 DLRConsole 的方法有两种，一种是从 silverlight.net 运行，另一种是在自己的计算机上本地运行。出于本专栏的目的，我将演示从 Silverlight.net 运行的方法，但如果您希望下载 DLRConsole.zip、浏览该代码以及在自己的开发机或本地服务器上运行，请参阅“本地运行 DLRConsole”侧栏提供的一些实用技巧。

首先，请在浏览器中打开 silverlight.net/Samples/1.1/DLR-Console/python。就是这样！您应该能在浏览器中看到 DLRConsole 打开时的情景，如图 1 所示。

图 1正在打开 DLRConsole

加载 DLRConsole 时，会显示 Python 命令提示符，供您逐行键入 Python 代码，键入代码后您可以立即在控制台或 Silverlight 画布中看到其效果，如图 2 所示。您可以单击不同的语言将控制台切换到相应的语言，并查看所选语言的示例代码块。在键入语句时尝试混合搭配使用各种语言，并注意比较不同语言完成工作的方式。

图 2正向控制台中写入代码

XAML 选项卡显示的是 Silverlight Canvas 初始窗格的 XAML 代码（参见图 3）。您可以编辑该代码或添加其他代码，然后按 Ctrl+Enter 更新画布。

图 3XAML 窗格

Python Code 选项卡显示 Python 代码块，该代码块将生成带有文字的蓝色背景，鼠标悬停在文字上方时文字会改变颜色。同样，在第一次更改和进行任何更改之后，您需要按 Ctrl+Enter 才能执行此代码。

About 选项卡提供了到 CodePlex 上 Dynamic Silverlight 网页的链接 (codeplex.com/dynamicsilverlight)。

深入了解代码

您已经了解了 DLRConsole 可以做些什么，下面来看看 DLRConsole 由哪些文件组成，以及 DLRConsole 的工作原理。图 4 列出了下载的 DLRConsole 包中包含的源文件。

Figure4DLRConsole 源文件

文件	说明
Index.htm	简单的 HTML 页面，包含 Silverlight.js 和 CreateSilverlight.js，并对 CreateSilverlight 进行调用。
Silverlight.js	包含在浏览器中创建 Silverlight 应用程序的逻辑。
CreateSilverlight.js	定义 CreateSilverlight，用以初始化 Silverlight 和加载 DLRConsole.xaml。
DLRConsole.xaml	一个指向 DLRConsole.py 的 XAML 小文件，该文件将 Loaded 事件绑定到 OnLoaded python 方法。
DLRConsole.py	包含应用程序的所有功能。
Wpf.py	定义帮助程序方法，以便与 WPF API 进行交互。
README.txt	DLRConsole 文档。

文件 Index.htm、Silverlight.js 和 CreateSilverlight.js 用于初始化 Silverlight。尽管这些文件很重要，但本文并未打算对其进行讨论。您可以在 silverlight.net/QuickStarts/Start/CreateProject.aspx 上找到关于 Silverlight 项目基本设置的详细介绍。

Wpf.py 是一个 Python 文件，它为与 WPF 进行交互定义了一些帮助程序，如 LoadXaml(url)：

def LoadXaml(url):
　　uri = MakeUri(url)
　　request = System.Windows.Browser.Net.BrowserHttpWebRequest(uri)
　　response = request.GetResponse()
　　reader = System.IO.StreamReader(response.GetResponseStream())
　　xaml = reader.ReadToEnd ()
　　reader.Close()
　　return XamlReader.Load(xaml)

这种方法实际上是下载所提供的 URL 并返回 XamlReader.Load 的结果。

DLRConsole.xaml 会加载 DLRConsole.py，然后调用 Python 代码中定义的 OnLoaded 方法。它起到的是占位符的作用，因为 Silverlight 1.1 Alpha 应用程序要求必须有一个 XAML 文件。（预计 Silverlight 的未来版本会有所更改，无需引导像 DLRConsole.xaml 这样的 XAML 文件即可进行加载。）需要强调的是 x:Code 标记，这是一个连接到 DLR 的挂钩，使 Silverlight 能够加载文件并使用 DLR 执行文件。这样，以 XAML 定义的任何事件都可以绑定到以 DLR 语言定义的方法。Canvas 从定义上讲就是让 Python 代码运行。

<Canvas x:Name="root"　Width="1000" Height="500"
xmlns="http://schemas.microsoft.com/client/2007"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
>
　　<x:Code Source="DLRConsole.py" Type="text/python" />
　　<Canvas x:Name="loadingHelper" Loaded="OnLoaded" />
</Canvas

由于总共有 2164 行的 Python 代码，因此我并不打算完完整整地展示 DLRConsole.py 的全部内容，而是只讨论最有趣的部分。

从 XAML 文件被加载、OnLoaded 被调用那一刻起，Silverlight 即开始由 Python 和 DLR 驱动。OnLoaded 初始化 Application 类，最终您会执行到 Application.Initialize(self) 方法。屏幕上所有内容都出自于此。它会注册 KeyHandler，创建 ConsoleWindow、Editors 和其余用户界面，并启动控制台以便您进行交互式体验。

2 + 2 这个问题有多难？

现在，您有了一个在浏览器中运行的交互式控制台。哇，看上去不错！下面就让我们来一次典型的动态语言测试：2 + 2，看看会有什么事情发生。

首先，在控制台中键入“2 + 2”。

py> 2 + 2
4
py>

在键入的同时您可能希望看到自己键入的内容。但是，从 WPF 角度来看，这需要通过 Application 的 Initialize 方法的第一行来实现：

self.KeyHandler = TextInputHandler(self.root)

此代码构造了 TextInputHandler，它定义了按键的文本表示，并将 TextInputHandler 的 OnKeyDown 方法绑定到根 Canvas 的 KeyDown 事件。在每次 KeyPress 时，它会为按下的键构造一个带文本表示的 KeyPress 对象，并告知其 Target 处理按键操作。Target 可以是具有 HandleKey 方法的任何类。在本例中为 ConsoleInput，它通过 TextBuffer 对象在光标处插入文本表示来处理键输入，并将光标移到下一列。

尽管这需要花费一些时间，但除了使用 WPF 外并没有什么新办法。但是，在按 Enter 时，您会希望该语言计算该行的结果并显示答案。在本例中，是用所选语言在用户浏览器中进行计算！这就是非常有趣的地方，下面我们来详细介绍一下它的工作原理。

首先，本例中处理按键操作的方法如下：

def HandleKey(self, key):
　　if key.Text == 'n':
　　　　self.DoInput(key.Ctrl)
　　elif key.Text == '.':
　　　　self.DoCompletions()
　　elif key.Name == 'Up' and self.Caret.line == 0:
　　　　self.DoHistory()
　　else:
　　　　Editor.HandleKey(self, key)

在本例中，DoInput 调用了 DoSingleLine，后者会尝试解析表达式。如果解析成功，它会计算表达式的结果，并将输出内容写入到控制台，同时设置“_”自由变量 (Convenience Variable)（参见图 5）。如果有兴趣，您可以查看源代码了解 TryExpression 是如何解析表达式，以及 GetEngine 是如何创建 LanguageEngine 的。

Figure5DOSingleLine 分析

def DoSingleLine(self, text, forceExecute):
　　text1 = self.le.TryExpression(text)
　　if text1:　　　　　
　　　　self.WriteInputToConsole(text)
　　　　try:
　　　　　　ret = self.Engine.Evaluate(text1, self.CurrentModule)
　　　　　　if ret is not None:
　　　　　　　　self.console.write(repr(ret) + 'n', 'output')
　　　　　　　　self.CurrentModule.SetVariable('_', ret)
　　　　　　　　except Exception, e:
　　　　　　　　　　self.HandleException(e)
　　　　else:
　　　　　　self.DoMultiLine(text, forceExecute)

这就是在 DLRConsole 中计算 2+2 所需要的操作。实际上，该示例涵盖了所有可以处理的单行指令。通过少量变体，您也可以处理多行指令。而最有趣的地方是 DLRConsole 是调用 DLR 来执行代码的。

别急，还有更多需要讨论

2 + 2 是一个非常简单的例子。面对更复杂的情况会怎样呢？好了，我们以 .NET Framework 集成为例看一下情况如何。请看以下示例：

py> import System
py> from System.Collections import *
py> h = Hashtable()
py> h["a"] = "IronPython"
py> h{"b"] = "in Silverlight"
py> for e in h: print e.Key, ":", e.Value
a: IronPython
b: in Silverlight

如您所见，您可以从 IronPython 使用 System.Collections，它的工作方式类似 Python 散列或 .NET Framework 散列，无论您选择何种方式。我在《MSDN® 杂志》2006 年 10 月刊 (msdn.microsoft.com/msdnmag/issues/06/10/CLRInsideOut) 中使用了同一示例，只是现在是在浏览器中运行。有空的时候您可以阅读这篇文章，详细了解 IronPython 和 .NET 的集成，但是请记住，文章的内容可能已经有些过时。有关其他信息，可以访问 blogs.msdn.com/ironpython。

那么与画布的交互又怎样呢？让我们看看 Application 类的 StartConsole 方法：

def StartConsole(self, console, canvas, langInfo):　　
　　...
　　console.CurrentModule.SetVariable("canvas", canvas)
　　console.CurrentModule.SetVariable("wpf", wpf)
　　...

当 DLRConsole 初始化控制台时，它会自动为您设置几个变量，其中包括一个 WPF 帮助程序模块和一个指向画布的指针。有了这些变量，您就可以编写如图 6 所示的代码，它将实现鼠标划过时颜色变化的效果。如果要在运行中查看此代码，请选择 Python Code 选项卡，并按 Ctrl+Enter。

Figure6鼠标划过事件

import wpf
canvas.Background = wpf.BlueBrush
r = wpf.TextBlock()
r.Text = "Touch Me"
canvas.Children.Add(r)
r.FontSize = 60
wpf.SetPosition(r, 40, 60)
def light(s, e):
　s.Foreground = wpf.SolidColorBrush(wpf.Colors.White)
def dark(s, e):
　s.Foreground = wpf.SolidColorBrush(wpf.Colors.Black)
r.MouseEnter += light
r.MouseLeave += dark

在键入这些示例时，您是否注意到在键入后带句点的类名或对象名时会弹出一个小框？DLRConsole 支持一种团队成员喜欢称之为“代码联想”(Code-Sense) 的功能。这种功能并不像 Visual Studio® IntelliSense® 的功能那么高级，它只是一个示例，但在查找适用于给定对象的方法或属性时却很有帮助（参见图 7）。

图 7代码自动联想

借助此功能，您可以使用向上/向下键选择需要的元素，按 Enter 进行选择，然后继续键入其他内容。要了解此功能的用法，让我们再看看 HandleKey 方法：

def HandleKey(self, key):
　　if key.Text == 'n':
　　　　self.DoInput(key.Ctrl)
　　elif key.Text == '.':
　　　　self.DoCompletions()
　　elif key.Name == 'Up' and self.Caret.line == 0:
　　　　self.DoHistory()
　　else:
　　　　Editor.HandleKey(self, key)

对于只有 100 多行的 Python 代码而言，这是一个非常不错的功能。

从 Python 到 JScript

前面我提到过，DLRConsole 支持多种 DLR 语言，目前发布的版本支持 Python 和 JScript。由于这些语言都构建于 DLR 之上，因此它们不仅能与 .NET 集成，而且还可以跨语言共享声明。以下演示了如何在 Python 与 JScript 之间共享变量和方法：

js> a = 2 + 2
4.0
py> b = a * 2
py> b
8.0
js> function times10(n) {
js|　 return n * 10
js| }
py> times10(5)
50.0

要完成此操作，您只需单击要使用的编程语言，控制台提示、语法着色，当然还有语言，即会做相应更改。这通过告知控制台设置其语言并委托给 Editor 来实现：

def SetLanguage(self, name):
　　self.le = GetEngine(name)
　　self.Engine = self.CurrentEngine = self.le.engine
　　self.TokenCategorizer =
　　　　self.Engine.LanguageProvider.GetTokenCategorizer()

乍看起来这好像并不实用，但实际上它让开发人员可以随意选用自己熟悉的语言，而不必因实现语言而限制自己的代码使用，从而能够获得前所未有的代码重用性。事实表明，开发人员在使用自己熟悉的语言编写程序时最富有创造性，因此，这甚至可以极大地改善软件的质量。

立即动手尝试吧！

DLRConsole 让您能够以最低的投入来探索和研究 Silverlight 及动态语言的使用，除了 Silverlight 以外，您甚至不需要安装任何软件。与在其他人托管的沙盘中进行实验相比，还有更好的选择吗？

请时常访问 codeplex.com/dynamicsilverlight，关注有关 Silverlight 中动态语言集成新版本的信息，以及 Silverlight 动态语言示例的新版本和更新版本。下一版本应该也会包含对 IronRuby 的支持，您现在就可以从 www.ironruby.net 上下载 IronRuby。当然，您也可以像以往一样，从 codeplex.com/ironpython 下载 IronPython。如果您有兴趣了解更多 Silverlight 示例，可以从 Silverlight 社区库中找到大量有趣的示例，网址是：silverlight.net/community/communitygallery.aspx。