语言自由度在不同的领域有不同的定义。我们指的是用数学中构成空间的维度来表示其自由度的方法。这里指的是：解决同一个问题的互不相关的设计方法论的数量。比如解决一个商品打折这样的问题，下单和提取函数怎么设计，具体思路可能有很多，但这可能是从面向过程（OP）的角度来解决这个问题，如果换一种语言支持面向对象（OO）的设计方法，那么我们认为后者的自由度更大，因为OO提供了几乎完全从另一个角度解决问题的能力。既然自由度可以参考“维度”的定义，那我们就试着分析一下计算机语言的“维度”。在此之前，我们需要简单分析一下语言是如何一步步变得复杂的。本文重点介绍命令式计算机语言。第一步是结构体（数据结构）、常量、变量、运算符、序列、分支、循环等的出现，体现了“命令”的基本方面；第二步是例程的外观，包括函数、程序等；第三步是宏的出现，包括宏、模板、泛型；第四步是出现对客观世界的结构化抽象能力，包括面向对象；第五步是元编程能力的出现，比如注解、反射等等；……从计算机语言的历史来看，以上步骤不一定按时间顺序进行。我们更关心语言能力提升带来的意义。其中，第二步的完成标志着结构化编程方法的出现，为大型软件项目提供了更好的支持。第三步是对第二步的进一步抽象，而第四步则代表了更显着的意义，这很重要，意味着它最终可以支持实现“层级”，可以实现“核心”和“外围”的分离，分离出相对稳定和潜在变化的部分，即内容由代码表达，不再只能扁平化，最终演化出一个“类”。从本质上讲，上述演变反映了语言本身抽象能力的不断提升。这里一个很有意思的现象是，抽象的不断提升会把语言的维数增加到一定的分形维数——抽象的本质是在空间上提供一个自相似的递归映射，从而体现出“分形”的分形结构展示即在原有空间上增加了分形维数，但很难得到新的整数维，即1维可以提升到1.5维，但达不到2维。因此，大多数高级计算机语言的维数都是1.X。但是第五步意味着语言开始真正走向更高的维度。实际上，元编程的实现方式有很多种。从语言本身来看，可以分为两类：增强的API和新的语法实现。前者用反射来表示，后者用注解来表示。我们来看一个例子：publicclassTestCase{@BeforepublicvoidsetUp()throwsException{}@AfterpublicvoidtearDown()throwsException{}@Testpublicvoidadd(){}}上面就是使用的Annotation类型Java语言定义了一个单元测试的三个阶段，这里是：@Before，@After，@Test用“变量”定义了“变量”，并定义了执行顺序，这里是“编码和编码”的过程，就是元编程的典型实现。当然我们也可以通过增强的API（反射或者设计约束（比如模板方法））来解决，但是无论是哪一种，都没有Annotation那么简单直接。根本原因在于增强API的实现与原代码中表达逻辑的两个维度，即1.X维度存在太多“相关性”，但Annotation的方式在条款上大大减少的相关性。第一个维度的解耦程度更高，所以后者的自由度更高。以下基于Mocha的JS单元测试代码：describe('testprocess1',function(){it('1+1',function(){expect(fn_add(1,1)).to.be.equal(2);});});我们期待这样的编程风格：'@test(step=testprocess1,name=1+1,expect=2';varstep0=function(){returnfn_add(1,1);}JS实现基于注解的元编程我们尝试在JS中引入Annotation机制，如下：'@Log(level=info,dateFormat=YYYY-MM-DDHH:mm)';varlogInfo=function(_msg){console.log(_msg);}为复杂场景，考虑多个注解的依赖：'@Start';varserverStart=function(){}'@Rule(fileType=.(html|htm))';varproHtml=function(_req,_res){}'@Rule(fileType=.(jpg|gif|webp))';varproPic=function(_req,_res){}'@Finish';varserverFinish=function(){}At-js框架就是基于上面的思路。我们实现了At-js框架，并开源了。At-js的实现思路很简单。在Node上。对于Enhance处理，出于性能考虑，At-js采用了正则扫描而不是AST。在-js的使用方法包括：定义注解和使用注解。定义注解：require('at-js').define('helloworld',{//注解名称scope:'var',build:function(){//作用域return"returnfunction(_msg){console.log('[helloworld]'+_msg);};"//真正的脚本}})使用注释：'@helloworld';varsayHello=function(){}sayHello('here')运行效果：[Helloworld]here下面的代码描述了一个单元测试过程（https://github.com/CheMingjun...）：'@test.start';varstart=function(){ds={};}'@test.步骤（超时=2000）'；vartest0=function*(){ds.test0='finish';varrtn=yield(function(){returnfunction(_next){setTimeout(function(){_next(null,3);},2000)}})();assert.equal(rtn,3);}'@test.step';vartest1=function(){ds.test1='finish';returnds;}'@test.finish';varfh=function(){ds=null;}At-js支持Var级别和File级别的注解定义。上面的例子属于File级别的复杂注解定义。两者的API如下：VartypeannotationDefinition:{scope:'var',build:function(_ctx,_argAry){//_ctx{filePath,//需要注释的文件位置名,//注释名desc,//注释中的变量表(key-value)refName,//注释的变量名refType//注释的变量类型(undefined|function|generator|object)}//_aryAry是注解变量签名中的参数列表return//返回变量被替换后的代码}}文件类型注解定义：{return{which:{//用于重组注解每个项目都处理'test.start':function(_ctx,_argAry){//_ctx和_argAry定义同上//处理逻辑}},script:function(){return//返回附加到这个文件的代码}}}在实际生产过程中，如下一组注解实现了ORM：'@dao.column';变量标识；'@dao.column(名字=名字)';变量名称；'@dao.column(name=status)';变量状态；'@dao.column(name=creator_id)';变种创造者;'@dao.column(name=creator_name)';var创作者姓名；'@dao.column(name=gmt_create)';varcreateTime=函数(_time){varmm=require('时刻');返回mm(_time).format("YYYY-MM-DDHH:mm:ss");}'@dao.column(name=gmt_update)';varupdateTime=function(_time){varmm=require('moment');返回mm(_time).format("YYYY-MM-DDHH:mm:ss");}'@dao.column(name=type)';vartype;Summary本文给出了语言自由度的简单定义，并在此基础上讨论了语言发展过程中呈现出的不同复杂性，探讨了元编程如何从根本上提高语言的自由度。本部分我们尝试在JS语言的基础上加入原生的元编程能力，并介绍了这一思想的实现：At-js框架。
