Clojure中的数据类型

Clojure作为一款基于JVM的LISP语言，我个人从创造者Rich Hickey身上吸收了很多编程的观点，尽管作者提出了很多面向对象编程语言的缺陷，但单从语言本身来说，作者更希望通过JVM这个平台对寄主语言(Java)提供一种补充，只不过是通过LISP的方式。

封装与多态性

封装和多态性是面向对象编程语言的两大特性，松本行弘认为

面向对象的设计方法是在结构化编程对控制流程实现了结构化后，又加上了对数据的结构化

不需要知道内部的详细处理就可以进行操作(封装，数据抽象)

根据不通的数据类型自动选择适当的方法(多态性)

Java利用类和接口虽然解决了很多设计问题，但是看上去还是不够优雅，比如类不能多继承，所以Clojure希望通过更彻底的方式来做到更高级的抽象。

认识Java的类

在拥有了基本的数据结构(set，vector，list，map)之后，我们就可以依赖这些基础数据结构构建我们模型，通过组合的方式来表达业务领域，在Java中是这样的：

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Class User {
    private String name;   //数据
    private int age;       //数据
    ....
    public String getName(){ //行为
        ....
    }
    public void setName(String name){ //行为
        ....
    }
}

但这个POJO将数据和行为交织在一起，如果在行为中没有任何业务逻辑，仅仅是暴露数据给外部，在领域驱动设计中这叫贫血对象，根据个人的经验，这样的贫血对象设计在很多Java系统都存在，同样的领域概念不能在系统中重用，想象一下，在社交系统中有User领域模型，电商系统中可能也包含一个User领域模型，但你不能重用两个系统之间完全相同的数据模型。

defprotocol

在Java里通过interface来定义行为(和Clojure的definterface是完全一致的)，一个类可以实现多个interface，子类可以重写父类的方法来实现多态。但是接口的问题是一旦被创建，就很难被扩展，Clojure的解决方案是协议defprotocol,它比接口更灵活，例如:

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(defprotocol Dateable
  (to-ms [t])) ;定义一个包含to-ms方法的接口

(extend java.util.Date
  Dateable
  {:to-ms #(.getTime %)})    ;java.util.Date实现了这个接口

(to-ms (java.util.Date.))  ;java.util.Date具备了to-ms方法

在Java中可以通过继承或者组合的方式实现对原有类的扩展，但是会显得很笨粗，Clojure避免了不必要的多层次封装/适配，在不修改原有类同时不新增类的基础上实现了真正的多态性。defprotocol 除了可以被deftype,defrecord,reify实现外，也可以被Java中的类实现。

数据与行为分离

所以，Clojure提供更明确的方式，数据必须具有不可变性(函数式编程特性)，行为是在更搞层次抽象。推荐将数据和行为分别定义，Clojure提供了deftype，defrecord，reify, defprotocol来达到这个目的，他们就是Clojure的数据类型。defrecord用于映射你的数据记录，deftype可以理解为Java中的class，defprotocol定义行为。

defrecord

defrecord在Clojure里面可以理解为是另外一种map变形方式,例如一个定义User领域模型的map为:

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(def user {"name" "xiebiao" , "age" 30})
(:name user)

用defrecord来表达:

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(defrecord User [name age])  ;对应Java的Class User
(def user (->User "xiebiao" 30)) ;创建一个user对象
(:name user )   ;获取user对象的name数据

既然这样，Clojure为什么还需要defrecord呢？因为你除了可以获得具有map一样的数据操作特性外(包括数据解构)，还获得了类型驱动带来的多态特性，所以Clojure推荐将业务数据封装到defrecord中。

defrecord 实现行为defprotocol:

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(defprotocol IA
  (say [this])) ;

(defrecord User [name age]
IA
(say [this] (println (:name this))))

(say (->User "xiebiao" 30) )

也可以实现多个defprotocol:

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(defprotocol IA
  (say [this])) ;
(defprotocol IB
  (talk [this])) 

(defrecord User [name age]
IA
(say [this] (println (:name this)))
IB
(talk [this] (println (:name this)))
)

(def user (->User "xiebiao" 30) )
(say user )
(talk user )

上面的例子可以看出，通过实现defprotocol让数据具备行为，但数据本身独立于行为。

deftype

deftype与defrecord具有类似的语法定义，也有很多功能上的相似之处，但deftype相比较与defrecord提供了更丰富的功能，比如修改成员数据，当然类型多态行为才是重点。

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(deftype Circle [radius]) ;定义两个不通的类型
(deftype Square [length width])

;不同类型上定义相同的行为，类似Java中的重载，但不是通过子类继承的方式。
(defmethod area Circle [c]
    (* Math/PI (* (.radius c) (.radius c))))
(defmethod area Square [s]
    (* (.length s) (.width s)))

(def myCircle (Circle. 10))
(def mySquare (Square. 5 11))

(area myCircle); area方法会根据参数的类型决定调用哪个方法。
(area mySquare)

当然Clojure通过defmulti 还可以定义更灵活的分发规则，这里只是其中一个根据类型分发实现多态的例子。如果要问什么时候使用deftype，那就是当defrecord不能满足你的设计意图的时候。

为什么有defrecord和deftype?

Clojure官方文档解释了为什么有defrecord和deftype，其中最大的区别就是，deftype允许你修改成员数据，但是不推荐你这样做。Clojure推荐将领域数据映射到defrecord中，一方面它的底层是不可变的map结构，属于基础的数据结构，以达到语言层面的重用。

最后

Clojure虽然是一门LISP方言，LISP语言本身语法结构很简单，但是Clojure实现了纯粹的面向对象语言特性，特别是对当下面向对象编程语言的诟病，值得我们思考学习。

封装与多态性#

认识Java的类#

defprotocol#

数据与行为分离#

defrecord#

deftype#

为什么有defrecord和deftype?#

最后#