??? 程序生成器可以加快程序編碼產生的速度,，產生規(guī)范和正確的代碼,，編寫一個程序生成器,，它意味著不僅僅是寫一個程序,，而是要寫一個可以寫出許多程序的程序。在用戶界面,、數據庫、中間件,、語法分析" title="語法分析">語法分析和詞法分析等方面,，程序生成器是其開發(fā)環(huán)境中的重要部分,。程序生成器的思想已經使用了很多年了。比如：
. 語法分析器：語法分析器讀入一個標記序列,，并且創(chuàng)建一個稱為語法樹的描述信息的數據
結構,。典型的為UNIX使用程序yacc，它讀入一個語言的形式描述(用某種語法表示)連同看
作是語法規(guī)則的動作,，然后輸出一個語法分析器程序,。
. 有限狀態(tài)機：可以用顯示不同狀態(tài)、事件及狀態(tài)轉移的表和(或)圖對程序進行描述和說明,。
典型的為UNIX實用程序lex,，就是一個有限狀態(tài)機的程序生成器，并且用yacc來解析語言
的標記,。
. 用戶界面：現在大多數代碼都是由GUI構造器和直觀的編程工具自動生成,。
. 數據庫中的程序生成器：給出數據表、關系,、事務邏輯及報表模式的描述,，就能生成依照指定的規(guī)格構造的數據庫程序。如：報表生成器,、菜單生成器,、屏幕生成器等。
. Web頁面生成：Java服務器頁面JSP是一種在Web上創(chuàng)建動態(tài)內容的工具,。
??? 而XML作為一種完全可移植的數據格式,，將成為跨平臺的不同系統(tǒng)之間的數據交換及數據顯示、描述的標準,。Java具有面向對象,、跨平臺、分布式,、簡捷,、健壯、安全等特點,，功能強大且簡單易學,，正在逐步成為新一代網絡編程的主要開發(fā)語言，Java將是網絡上的“世界語”,，今后所有用其它語言編寫的軟件統(tǒng)統(tǒng)都要用Java語言來改寫,。XML和Java的結合對已有的程序生成器技術提供了新的應用背景，并且兩者相互協(xié)調補充,。以更簡單而且優(yōu)雅的風格,、可靠的性能，提高程序生成器的開發(fā)效率,。
2?程序生成器的結構
??? 作為程序生成器的典型結構,，它由獲取數據,、分析/轉換數據、生成程序3個部分組成,。規(guī)范程序生成器經過如圖1所示三種約束時間,，完成程序的生成。
3?域工程技術
??? 域工程是一個用于高效創(chuàng)建一個應用(程序或軟件組件)族成員的過程,。它是一個確定某個專業(yè)的重要組成與需求的系統(tǒng)方法,，對如何高效地建立一個滿足用戶需要的程序生成器是非常必要的。程序的自動創(chuàng)建依賴于對語法和期望目標的精確描述,，域工程技術將此概念延伸到時間基礎上分析一系列相關的程序,，并能夠生成和修改它們。生成系統(tǒng)的構造過程就是一個解決問題產生軟件程序過程,。因此,，域既是一個有關聯(lián)的問題的集合，也是一個有關的軟件應用程序" title="應用程序">應用程序的集合,。域工程分為兩個過程：域分析及域實現,。
??? 域分析：是一個用于確定域的術語、范圍,、共性及變性的過程,。
??? 域實現：是指在域中按照指定的要求高效構造應用及創(chuàng)建工具, 在域分析結束時即開始。這其中包括程序生成器,。
??? 任何開發(fā)過程都要經歷一系列的決策,。在需求分析、軟件結構,、界面開發(fā),、軟件設計(算法、數據結構" title="數據結構">數據結構和數據表示),、軟件編碼與測試以及軟件的使用過程中都需要做出決策,。有關的最艱難的工作是做出決策而不是編碼。對于域工程,，最困難的是判斷哪些是重要的決策,，由誰來制定，什么時候制定,。并且要能區(qū)分其中的重要決策和不重要決策,。決策的制定，要考慮域工程的過程中下列三種重要角色的作用及其作用時間(約束時間),。
??? 域工程師：定義并建立如程序生成器那樣的過程和工具,。
??? 應用工程師：利用如程序生成器那樣的工具創(chuàng)建應用程序。
??? 應用程序用戶：使用應用程序。
??? 域工程時間：由域工程師為每個應用程序族做出決策的時間,。包括：域分析時間,，域執(zhí)行時間。
??? 約束時間：由應用工程師為每個應用程序做出決策的時間,。包括：規(guī)劃時間，生成時間,，編譯時間,，設計時間，鏈接時間,。
??? 運行時間：由應用程序用戶為每個特定的使用做出決策的時間,。包括：安裝時間，初始化時間,，真正運行時間,。
??? 決策分解是域實現的基本概念，它簡單地分解每個獨立的決策,，并將其作為一個獨立元素或系統(tǒng)組件,。如決策的物理分解可產生3種信息：域信息、用戶信息,、應用信息,。有效的決策分解將產生一個既易于改變、又易于構造的軟件結構,。決策分解基于抽象化,。抽象化是一種使軟件更具有一般性、靈活性,、可理解性和可重用性的主要技術,。
??? 決策分解技術主要包括：
(1)?物理分解：如，應用程序可以分解出不依賴于機器的部分和依賴于機器的部分,。
(2)?典型過程的抽象化：如,，子程序、宏及可重用軟件包的創(chuàng)建,。
(3)?面向對象的抽象化：如,，隱含在對象中的隱藏決策。
(4)?繼承方法：公共關系在父類和子類中被共享使用,。
(5)?應用程序框架：可看作一個軟件重用的自頂向下的方法,。
(6)?規(guī)范驅動技術：應用規(guī)范層信息創(chuàng)建或直接執(zhí)行應用程序
??? 域工程是創(chuàng)建應用程序族的過程，因此,，不僅要考慮單一的應用會如何隨時間而改變,，而且也要注意到域領域應用的整個范圍，從而確定這些應用之間的差別。這些差別稱為域工程的可變性,，它是域工程的核心,。對于域工程需要理解一個應用族中什么是不變的，什么是可變的,。不變的成分稱為共性,，最困難的就是確定并組織一個域的所有共性與可變性。
共性：是一個在域工程期間關于什么是整個域的共同性問題所做出的決策或假設,。共性可以確定域的范圍,、軟件的功能、與其它域的分界面,、操作環(huán)境,、軟件的限制標準以及應用軟件公共部分實現的細節(jié)。共性和標準有許多共同點,。標準是做某件事情的共同方法,。許多為標準所做的努力根本上就是一個域分析。相反域分析工作附帶產生一些標準,，以幫助創(chuàng)建更大的將為一大群人所接受的共性集合,。
??? 可變性：是一個在域分析期間確認但直到建立或運行時間才確定的決策。
共性和可變性經?？梢韵嗷マD化,。而使域分析保持平衡。如圖2所示
??? 可變性包括：建立時的可變性,、運行時的可變性,，編譯時可變性、生成時可變性,、預處
理時可變性,。
??? ① 建立時的可變性
??? 表示程序族的全部程序中的差別是什么。建立時的可變性集合是為建立一個程序生成器所需要的信息中最重要的部分,，它可以用于定義一個規(guī)范語言和一個支持可變性的結構框架,。
??? ②?運行時的可變性
??? 是在運行時間內確定的決策。運行時的可變性建立在應用軟件的公共部分,。由許多方法表示和控制,。比如：
. 資源和配置文件：這些文件包含信息并在運行時間內讀入一般保存在一個外部文件
. 數據庫：查詢數據庫獲得讀入信息
. 用戶界面：通過與用戶交互獲得信息。
. 動態(tài)加載類：常見的變化可以被確定,、創(chuàng)建,、編譯，并且直接加載到一個正在運行的Java程序中,。
??? ③?編譯時可變性
??? 是在編譯時間確定決策,。可以由許多方式實現。比如：
. 編譯時的常量：可以利用好的編譯器來優(yōu)化程序,。
. 面向對象技術：基本類定義共性,，子類提供可變性。特別是編譯時的可變性,。
??? ④?生成時可變性
??? 信息通過一個創(chuàng)建定制程序的程序生成器讀入,。
??? ⑤?預處理時可變性
??? 預處理發(fā)生在編譯時間前，預處理器用于擴展宏功能,。依據分開的頭文件給程序構造可變性,。
??? 域工程經常從應用工程周期獲得適當的反饋而不斷展開。形成域工程周期,。應用工程周期和域工程周期的關系如圖3所示。
4?程序生成器的實現方法
4.1 利用DOM生成程序
??? 使用XML文件和DOM構建一個程序生成器如圖4所示,。
??? 使用XML語法分析器讀入和存儲規(guī)范, 讀入XML文件并對其進行語法分析,，創(chuàng)建DOM對象。XML語法分析器需要三種分析和存儲規(guī)范的輸入方法：
. 由W3C提供的DOM接口的輸入(純DOM方法),；
. 針對IBM的語法分析器的輸入(自定義DOM方法),；
. 用于讀入文件的標準的Java輸入數據包(自定義SAX方法)；
??? 以上三種分析和存儲規(guī)范方法的選擇可以結合下面的判定要求加以確定,。
(1) 判定代碼生成器能否用自定義數據結構獲得規(guī)范的信息,，若不能，則使用純DOM方法,；若能,，則進一步判定自定義數據結構是否應該從DOM中創(chuàng)建，若是,，則使用自定義DOM方法,。否則，使用自定義SAX方法,；
(2)?根據性能要求確定,。大的XML文檔上使用DOM數據結構可能會花費昂貴，尤其是當僅僅使用文檔的一小部分生成程序時,。這時將不得不創(chuàng)建自己的自定義數據結構,，并且還將使用SAX。
(3)?如果使用DOM效率很低,，也可以根據實際情況加以考慮,。這種情況最有可能發(fā)生在程序的規(guī)范僅為大的XML文檔的一小部分的地方。使用SAX將允許忽略XML文檔中的大部分,，而僅僅只為代碼生成器提取必要的信息,。
??? 一旦XML文檔進行過語法分析并且作為一個對象使用時，就可以在該對象上執(zhí)行分析和判斷。分析包括：
. 檢錯：在規(guī)范中查找句法錯誤,。
. 警告：查找公共錯誤或潛在的不明顯的錯誤,。
. 模型分析：分析規(guī)范更深層的語義。
. 性能分析：決定生成一個優(yōu)化程序結構或代碼途徑的規(guī)范,。
. 縮寫的擴展：規(guī)范中常提供縮寫或快捷方式,。
. 擴展成標準形式：有些規(guī)范允許以各種方式說明同一件事情。
. 優(yōu)化：轉換對象,。
??? 一旦DOM數據結構存儲于內存中,，就可以把基于XML文檔的代碼用于分析和轉換結構，最終代碼生成器直接從DOM數據結構中獲取信息,。讀入XML文件并對其進行語法分析的程序段如下：
import? com.ibm.xml.parser.Parser;
import? org.w3c.dom.*;
import? java.io.*;
public? class? DOM_Utill {
…
/** read? and? parse? an? XML? files */
public? static? Document? readDocument (String? filename)
throws Exception {
InputStream is=new FileInputStream(filename);
Parser parser=new Parser(filename);
Return Parser.readStream(is);
}
}
??? 使用DOM的程序生成器,，首先要提供一個基本實用工具類，該類定義利用DOM樹中信息的實用方法,，如用于獲取與語法分析樹中的節(jié)點相關聯(lián)的數據的方法,，用于獲取元素屬性值的方法，如果使用自定義DOM方法,。這種方法是程序將把XML規(guī)范作為一個自定義的數據結構讀入,，然后將該規(guī)范轉換為一個自定義的數據結構，XML規(guī)范既可以在運行時間讀入,，也可以在生成時間讀入,。標準的代碼生成器是一系列簡單的打印語句，這些語句是具有重復代碼或條件代碼的控制語句的狀態(tài)流,。
4.2 利用JSP(Java? Server? Pages)生成程序
??? JSP是普遍應用于Internet中的重要的程序生成器,。JSP是一種非常簡單的規(guī)范語言，包含了輸出到Web頁面的靜態(tài)文本和調用基本實現語言的轉義符" title="轉義符">轉義符,，它沒有高層次的抽象化并且不涉及語言結構,。轉義符提供很大的靈活性，同時又只產生最小的影響,。JSP是一種既簡單又強有力的技術,，用于在Web服務器端生成動態(tài)的HTML頁面。JSP提供了一個非常簡單的利用“模板”創(chuàng)建程序生成器的途徑,。盡管JSP是用于設計和實現Web頁面的,，但原則上可以傳送任何其它內容，特別是它可以傳送Java程序,。
一個簡單的程序生成器是JSP翻譯器,，JSP翻譯器是程序生成器廣泛使用的一個示例。它把一個JSP文件(規(guī)范)轉換成一個JAVA文件,。從一個JSP文件到Java程序的轉換由Java服務器頁面規(guī)范來定義,。過程示例如下：
Mydate.jsp
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??? 
4.3 利用Xpath和XSLT生成程序
??? XSLT和Xpath能夠不利用任何Java代碼就可以創(chuàng)建程序生成器,。
?? ?Xpath是一種用于從XML文檔提取信息的語言，用于在XSLT中選擇一個XML文檔的不同部分,。
??? XSLT又稱可擴展的樣式表轉換語言,，可以將XML文檔翻譯成其它不同結構的XML文檔或純文本文件。XSLT提供了一種轉換和操作XML數據的機制,。如圖5所示,。
??? XML構成了信息互交換標準的基礎。XML提供了信息構成的結構,，XSLT與Xpath(XML路徑語言)提供了提取,、重建和熟練使用XML中信息的手段。Xpath使用一種簡單的路徑語言來對XML文檔的各個部分進行尋址,，XML提供一系列的操作和操作方法,。而Xpath保證了選擇和尋址的準確度。
??? 利用Xpath和XSLT生成程序舉例
play.xml
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