Showing posts with label Object-Oriented. Show all posts
Showing posts with label Object-Oriented. Show all posts

Mar 31, 2014

PHP Closure: เริ่มต้นชีวิตใหม่ปิดกั้นตัวเองยอมลืมทุกสิ่งอย่าง

ภาษาทั่วไปเช่น Python เราสามารถทำ closure เช่นนี้ได้
read_only = 42

def f(x):
    return read_only + x

print(f(10)) # 52
หรือกระทั่ง
ls = [4, 8, 15, 16, 23, 42]

def g(x):
    ls.append(x)

g(99)
print(ls) # [4, 8, 15, 16, 23, 42, 99]
ความประหลาดและน่ารำคาญใน PHP คือเราไม่สามารถเขียนแค่นี้เพื่อทำ closure ง่ายๆ ตามข้างบนได้ เพราะเมื่อเราสร้างฟังก์ชันขึ้นมาแล้ว ฟังก์ชันนั้นจะไม่รู้จักตัวแปรใดๆ เลย (ยกเว้นพวก superglobals อย่าง $_GET) เราต้องเพิ่ม keyword global เข้าไปอีก เช่น
$ls = array(4, 8, 15, 16, 23, 42);

function g($x) {
    global $ls;
    $ls[] = $x;
}
ซึ่งท่านี้ก็ยังมีปัญหาอีกว่าถ้าตัวแปรที่ต้องการไม่อยู่ใน global scope (เช่นไปอยู่ใน local scope ของฟังก์ชันที่สร้างฟังก์ชันนี้อีกที) PHP ก็จะหาตัวแปรนั้นไม่เจอ

ทางแก้ที่ดูแล้วเป็น functional มากที่สุด คือใช้ keyword use เช่นนี้
$ls = array(4, 8, 15, 16, 23, 42);

$g = function($x) use($ls) {
    $ls[] = $x;
    return $ls;
};
แน่นอนว่าเมื่อทำแบบ functional แล้ว ตัวแปร $ls เก่าจะไม่เปลี่ยนค่า เพราะเมื่อมันถูกเรียกผ่าน use นั่นหมายถึงการคัดลอกค่าตัวแปรมาทั้งหมด แล้วตั้งชื่อตัวแปรให้เหมือนกันใน scope ต่างกัน แต่ถ้าอยากให้ตัวแปรเดิมเปลี่ยนค่าก็ยังสามารถใช้เทคนิคเดิมได้คือ
function($x) use(&$ls) { ... }
อย่างไรก็ตาม ท่านี้ยังมีปัญหาตรงที่การประกาศฟังก์ชันต้องทำแบบ anonymous (แล้วค่อยเอาตัวแปรไปรับ) แถมถ้าเราจะอ้างค่าใน scope อื่นเป็นจำนวนมาก ที่หัวฟังก์ชันจะเขียนได้รุงรังอย่าบอกใคร



ข้อดีเดียวที่นึกออกจากการบังคับใช้ global หรือ use สำหรับเรียกตัวแปรนอก scope คือ PHP อนุญาตให้ไม่ต้อง init ตัวแปรก็ได้ (ถ้าไม่มีการ init มาก่อน มันจะถือว่าเป็นค่าว่างตามการใช้งานนั้นๆ) ทำให้เราสามารถเขียนอะไรเช่นนี้ได้
function query_to_array() {
    $res = mysql_query('SELECT * FROM blah_blah_blah');
    foreach ($res as $row) {
        $ls[] = $row['foo_blah'];
    }
    return $ls;
}
เราอาจมองว่าท่านี้สวยตรงที่ไม่ต้อง init ตัวแปร $ls ที่รู้ๆ กันอยู่แล้วว่าต้องเป็น array ว่างแน่ๆ แต่ถ้าเกิดว่า query ข้างบนให้ผลลัพท์เป็นเซ็ตว่าง ตอน return เอาไปใช้ต่อจะเกิด bug เพราะ PHP ไม่สามารถบอก type ของ $ls ได้ สุดท้ายก็ต้องกลับไปประกาศตัวแปรไว้ที่จุดเริ่มต้นฟังก์ชันอยู่ดี หรือไม่งั้นก็เปลี่ยน return เป็น
return $ls ?: array();



ส่วนข้อเสียของการไม่ยอมให้อ้างตัวแปรนอก scope ได้นั้น นอกจากความหงุดหงิดแล้ว ก็มาจากวิวัฒนาการของภาษาสมัยนี้ที่พยายามทำให้เป็น OOP มากขึ้น ทุกวันนี้มันคงไม่แปลกที่จะเขียน
$db = new PDO('mysql: ...');
$res = $db->prepare('SELECT * FROM blah_blah_blah WHERE answer = ?');
$res->execute(array(42));
ในความจริงแล้ว ขั้นตอน prepare/execute มักถูกเขียนในส่วนอื่นๆ ไม่เอาไว้ติดกันเช่นนี้ ยิ่งไปกว่านั้นมันมักโดน refactor ไว้ในฟังก์ชันเพื่อจัดระเบียบให้อ่านง่ายด้วย ในเมื่อตัวแปร $db ที่ควรเป็น global ดันไม่สามารถเรียกใช้ได้ง่ายๆ ใครมันจะอยากเขียนแบบ OOP กันหละ?

ทางออกโดยทั่วไปก็คือสร้าง model ที่เป็น interface สำหรับ query ทั้งหมดให้ทำผ่านตัวมัน แล้วตอนสร้าง model ก็ bind ตัวแปร $db เข้าไป ก็คือเราสามารถเข้าถึง database ได้โดย $this->db ซึ่งท่านี้ก็ยังรุงรังเหมือนเดิม แถมตอนเรียกใช้ก็ยังต้องพิมพ์ยาวขึ้นอีกด้วย

ท่าที่ผมชอบมากกว่าเป็นของ Laravel ที่สร้าง class เชื่อมต่อ database นั้นๆ ไว้ให้เลย ทำให้เวลาจะทำ query ก็เพียงแค่
$res = DB::select('SELECT * FROM blah_blah_blah WHERE answer = ?', array(42));
เพราะว่า class และฟังก์ชันใน PHP สามารถเรียกใช้จาก scope ไหนๆ ก็ได้ครับ



ข้อดีนิดเดียว (แถมยังไม่แน่ว่ามันเป็นข้อดีจริงๆ หรือเปล่า) แต่ข้อเสียบานเลย รู้งี้แล้วยังเขียน PHP กันอยู่อีกรึ :P

Jan 2, 2013

ทำ Optional Argument แบบ LaTeX

command ใน LaTeX นั้นมีวิธีเรียกใช้ที่ต่างจากภาษาโดยทั่วไปอยู่บ้าง ลองดู
\sqrt{x}
\sqrt[3]{x}
อันด้านบนจะวาด √x (รากที่สองของ x -- โดยปรกติ รากที่สองไม่จำเป็นต้องมีเลข 2 กำกับ) ส่วนอันล่างจะวาด ∛x

รูปร่างของ syntax ที่น่าสนใจคือ ส่วนที่เป็น optional argument จะถูกเรียกขึ้นมาก่อน main argument แถมยังใช้วงเล็บแยกกันอีก นี่ทำให้การ currying เป็นไปได้อย่างง่ายดาย
\newcommand{\cbrt}{\sqrt[3]}
...
\cbrt{x}
จริงๆ แล้วทาง math ก็มีฟังก์ชันในแนวคิดนี้อยู่เยอะ อย่างเช่น σx(n) ซึ่งเขียนแบบนี้แล้วเข้าใจง่ายกว่า σ(n, x) และยังไม่สับสนอีกว่า argument ตัวไหนที่ควรเป็น n หรือ x กันแน่

แล้วถ้าอยากได้แบบนี้ใน Python บ้าง? ง่ายนิดเดียวเพราะใช้เทคนิคเดียวกับ Infinite List นั่นเอง
@singleton
class sigma:
    def __call__(self, n, x=1):
        if n == 1:
            return 1
        return product( sum((k**x)**i for i in range(v+1))
                            for k, v in Counter(factor(n)).items() )
    def __getitem__(self, x):
        def partial_sigma(n):
            return self(n, x)
        return partial_sigma
คราวนี้จะเขียน
6 == sigma[1](6) - 6
หรือกระทั่ง
tau = sigma[0]
...
[tau(i) for i in range(return 1, 10)]
ก็ย่อมได้

Dec 14, 2012

9/3(2+1) = ?

เวลามีคนถามว่า

9/3(2+1) = ?

จะตอบโดยไม่ลังเลเลยว่า 1 แถมถ้าใครมาบอกว่าต้องคิดหารทางด้านซ้ายมือ แล้วค่อยมาคูณแบบคอมพิวเตอร์นะ จะตอบกลับไปเลยว่ามัน syntax error โว้ย ภาษาคอมพิวเตอร์ที่ไหนเค้ายอมรับการเขียนเลขติดกันว่าเป็นการคูณเลขบ้าง?

อนึ่ง ถ้ามองว่าการเขียนเลขติดกัน (คั่นด้วยวงเล็บ) เป็นการคูณจริงๆ ตัวที่ติดกับวงเล็บก็ต้องมี precedence สูงกว่า (ทำงานก่อน) เครื่องหมายหารอยู่แล้ว นั่นหมายความว่าต้องคิดส่วน 3(2+1) ให้เสร็จก่อนเอาไปคำนวณต่ออยู่ดี

เจอบ่อยๆ ก็เริ่มขี้เกียจอธิบาย เลยเขียนโปรแกรมที่มันแปลสมการด้านบนนี้ได้ถูกต้องเลยละกัน -> จิ้มโลด

ตัวอย่างผลลัพท์จากโปรแกรม

>>> 9/3(2+1)
1.0
>>> a, b, c, d = 48, 2, 9, 3
>>> a/b(c+d)
2.0
>>> 10(9(8(7(6(5(4(3(2(1)))))))))
3628800
>>> (1+2j)(3-4j)
(11+2j)
>>> 1 + 1/phi
1.618033988749895
>>> phi(43)
42

อันที่จริงก็คิดว่าจะทำมาได้ซักพักละ แต่ด้วยความที่ขี้เกียจวางกฎ grammar ด้วย flex bison ทั้งที่หลายๆ กฎนั้นภาษาส่วนใหญ่ก็ทำไว้ให้แล้ว เลยดองมาเรื่อยๆ จนทำ Infinite List เสร็จ และไปเจอ Python's Magic Methods เลยได้ฤกษ์เริ่มจากตรงนั้น

แนวคิดก็ง่ายนิดเดียว แค่เพิ่มเมธอด __call__ เข้าไปให้ class ของตัวเลข (เป็น Monkey Patching เหมือนใน Ruby) โดย define มันกว่าถ้าเรียก a.__call__(b) แล้วจะมีค่าเท่ากับเอามันมาคูณกันซะ

ปัญหาที่ต้องไล่เก็บก็คือ
  1. Python ไม่อนุญาติให้แก้ไขพวก builtins -- ที่จริงปัญหานี้ก็เหมือนกับคราวที่ทำ Infinite List นั่นแหละ ซึ่งแก้ไม่ยาก แค่ inherit class นั้นๆ ออกมาแล้วไล่ define magic method ซะ
  2. ปัญหาจริงๆ คือ Python parser มันจะแปลตัวเลขไปเป็น class ตัวเลขใน builtins เท่านั้น ดังนั้นก็ต้องแปลง token เองโดยหาว่าตรงไหนคือเลข แล้วก็เอา class ตัวเลขที่ inherit มาแล้วครอบไว้
  3. งานนี้ได้โมดูล tokenize มาช่วยแปลตัวเลขให้ ไม่ต้องเขียน regex เอง เพราะมันจะมีท่าประกาศตัวเลขประหลาดๆ ทำให้ tokenize เองพลาดได้
  4. ที่เหลือก็เอา code ที่แก้ token เรียบร้อยไปทำงาน ตรงนี้ดึงโมดูล code ที่ทำทุกอย่างเตรียมไว้แล้วมาใช้ฟังก์ชันเดียวจบ
  5. แต่ตอนที่เอา tokenize มาใช้ร่วมกับ code จะมีปัญหาที่พิมพ์ได้ทีละบรรทัด เนื่องจาก tokenize มันปรับแต่งอะไรไม่ได้เลย ก็ต้องหลอกมันเอานิดหน่อย
  6. ครบถ้วนกระบวนความแล้วก็ clean up โดยจุดที่เอา code ออกไปได้เยอะมากๆ คือส่วน define magic method อันนี้ใช้ meta-programming บอกแค่ว่าจะเพิ่ม method ไหนบ้างก็พอ แล้วปล่อยให้มัน generate ตัวเองไปซะ
  7. อยู่ๆ ก็เขียน function decorator เป็นเฉยเลย งงตัวเอง 555+
อย่างไรก็ตาม แนวคิดของ callable number นี้ไม่ควรเอาไปใช้เขียนโปรแกรมในโลกจริง เพราะนักคณิตศาสตร์ชอบตังชื่อเดียว แต่ใช้ในคนละบริบท เช่น φ (phi) ที่อาจหมายถึง golden radio หรือ Euler's totient ก็ได้ ซึ่งแม้ว่าทั้ง 2 รูปของ φ นี้จะไม่ overlap กัน (เช่น 1+1/φ จะถูกมองว่าเป็นตัวเลข ในขณะที่ φ(43) คือการใช้ฟังก์ชัน) แต่ด้วยความที่ Python เป็น 1st class function ที่ยอมให้เราส่งผ่านฟังก์ชันเป็นตัวแปรของฟังก์ชันอื่นๆ ได้ ดังนั้นถ้าเราเจออะไรอย่าง δ(φ,ε) เราจะไม่สามารถแน่ใจได้เลยว่า φ ในบริบทนี้คืออะไรครับ

Aug 30, 2012

ทำ Infinity List ใน Python

พอดีไปขุด Project Euler มาเล่น แล้วมันต้องได้ยุ่งกับพวก infinity sequence อย่างจำนวนเฉพาะ, ฟีโบนักชีบ่อยๆ ตอนแรกก็ใช้แค่ list ธรรมดาเนี่ยแหละ แล้วถ้า index ที่อยากได้ไม่มีก็ค่อยไปเรียก function แยกมาคำนวณแล้วเก็บข้อมูลกลับเข้า list เอา

ทีนี้เขียนไปเขียนมารู้สึกว่า code มันไม่สวยเอาซะเลย เพราะไอ้จำนวนเหล่านี้เนี่ย เวลาหามันจะกระโดดข้ามไป index ที่ต้องการไม่ได้อยู่แล้ว บวกกับจำนวนพวกนี้มันหาเพิ่มได้เรื่อยๆ ไม่มีที่สิ้นสุด ดังนั้นในสายตาของนักคณิตศาสตร์อย่างผม ถ้าเขียน prime[100] แล้วเจอฟ้องว่า index out of range นี่คงเซ็งน่าดู เลยคิดว่ามันน่าจะมีวิธี hack ให้ใช้ syntax นี้หาค่าใน index ที่ต้องการแม้ต้อนนี้จะยังไม่มีได้

ค้นไปค้นมาก็เจอ list.__getitem__ เลยจัดการลงมือลุย
class InfinityList(list):
    def __iter__(self):
        n = 0
        while True:
            yield self[n]
            n += 1

    def __repr__(self):
        return super(InfinityList, self).__repr__()[:-1] + ', ...]'


class fibonacci(InfinityList):
    def __getitem__(self, n):
        while True:
            try:
                return super(InfinityList, self).__getitem__(n)
            except IndexError:
                self.append( super(InfinityList, self).__getitem__(-1) +
                             super(InfinityList, self).__getitem__(-2) )

    def __init__(self):
        super(InfinityList, self).__init__([1, 1])


class prime(InfinityList):
    def __getitem__(self, n):
        while True:
            try:
                return super(InfinityList, self).__getitem__(n)
            except IndexError:
                c = super(InfinityList, self).__getitem__(-1)
                while True:
                    c += 2
                    for p in self[:]:
                        if not c % p:
                            break
                    else:
                        self.append(c)
                        break

    def __init__(self):
        super(InfinityList, self).__init__([2, 3])

fibonacci = fibonacci()
prime = prime()
กรอเวลาไปข้างหน้า 8 ชั่วโมง ก็มีของเล่นใหม่ตามที่แปะเป็นตัวอย่างไว้ด้านบน
  1. ใน __getitem__ นี่ลืมไปว่าถ้าแก้ตรงนี้แล้วมันจะทำ recursion กับตัวเอง ทำให้ไม่สามารถใช้ syntax อย่าง fibonacci[-1] เพื่อดึงเอาตัวเลขออกมาได้ ก็เลยต้องเลี่ยงไปเรียก method จาก super class เอา
  2. จะให้ syntax แบบ list[n] ทำงานโดยเรียก __getitem__ ต้อง inherit class มาแล้ว define ไว้ตอนสร้าง class เท่านั้นด้วย มาสั่ง class.__getitem__ = outer_function ไม่ได้ (ป้องกัน injection เข้าระบบ)
  3. ตัว __getitem__ มันรับ parameter ได้อันเดียวก็จริง แต่ไม่ใช่แค่ตัวเลขเท่านั้น เพราะยังมี slice object อีกด้วย (นึกถึงเวลาเขียน some_list[4:-4] ไอ้ [4:-4] นั่นแหละ slice object) ดังนั้นงานนี้ play safe ใส่ while True ไปดีกว่า ช้าหน่อยยอมรับได้
  4. สุดท้ายก็คืออยากให้ class พวกนี้เป็น static ไปซะ (ตอนแรกออกแบบว่าจะให้เขียนเป็น prime.numbers[n] ด้วยซ้ำ) แต่เหนื่อยมากขี้เกียจทำแล้ว เลยจับประกาศชื่อ fibonacci, prime ทับกับชื่อ class ตัวมันเองไปซะเลย ยังไงก็มีได้แค่ instance เดียวอยู่แล้วหนิ 555+
เพียงเท่านี้ ถ้าอยากได้ prime ตำแหน่งที่ 101 ก็แค่สั่ง
prime[100]
จบเลย ง่ายมั้ย? อยากลองเล่นเองแล้ว? ไปจิ้ม code ได้จากที่นี่เลย XD