Smalltalk【1】 语言图的表示与遍历实战
Smalltalk 是一种面向对象的编程语言，它以其简洁的语法和强大的元编程【2】能力而闻名。在 Smalltalk 中，对象之间的关系可以通过图的形式来表示，这种图通常被称为对象图【3】或类图【4】。本文将围绕 Smalltalk 语言的图表示与遍历进行实战，通过代码示例展示如何构建和遍历 Smalltalk 中的对象图。
Smalltalk 图的表示
在 Smalltalk 中，对象之间的关系可以通过类和实例【5】来表示。以下是一个简单的例子，展示了如何使用 Smalltalk 的类和实例来表示一个简单的对象图。
定义类
我们需要定义几个类来表示不同的对象。
smalltalk
ClassDefinition new
name: 'Person';
super: Object;
variable: 'name';
variable: 'age';
variable: 'children';
classVariable: 'people';
classVariable: 'totalAge';
instanceVariableNames: 'name age children';
classVariableNames: 'people totalAge';
classVariable: 'people', value: Set new;
classVariable: 'totalAge', value: 0;
methods: (
'initialize',
'addSelfToPeople',
'addSelfToTotalAge',
'childrenCount',
'childrenDo:',
'name',
'name:put:',
'age',
'age:put:',
'children',
'children:put:',
'totalAge'
);
initialize
super initialize.
addSelfToPeople.
addSelfToTotalAge.
addSelfToPeople
Person people add: self.
addSelfToTotalAge
Person totalAge add: self age.
childrenCount
children count.
childrenDo:
| child |
child := self children at: 1.
[ :child | child do: aBlock ] doWith: children.
name
^ self name.
name:put:
| newName |
newName := aString.
self name := newName.
age
^ self age.
age:put:
| newAge |
newAge := anInteger.
self age := newAge.
children
^ self children.
children:put:
| newChildren |
newChildren := aCollection.
self children := newChildren.
totalAge
^ Person totalAge.
end
创建实例
接下来，我们创建一些实例来表示具体的对象。
smalltalk
john := Person new name: 'John' age: 40.
alice := Person new name: 'Alice' age: 30.
bob := Person new name: 'Bob' age: 35.
john children add: alice.
john children add: bob.
图的表示
在上面的代码中，我们通过 `children` 变量【6】来表示 `Person` 类的实例之间的关系。每个 `Person` 对象都有一个 `children` 集合【7】，其中包含了它的所有子对象。
遍历 Smalltalk 图
遍历 Smalltalk 图通常意味着遍历对象之间的关系。以下是一些常见的遍历方法【8】：
深度优先遍历【9】
深度优先遍历（DFS）是一种常用的遍历方法，它从根节点【10】开始，沿着一条路径一直走到尽头，然后再回溯。
smalltalk
depthFirstSearch: aBlock
| stack |
stack := List new.
stack add: self.
[ :node |
aBlock value: node.
node childrenDo: [ :child | stack add: child ].
stack removeLast.
] whileTrue: [ stack isEmpty ].
end
广度优先遍历【11】
广度优先遍历（BFS）是一种遍历方法，它从根节点开始，沿着宽度优先的方向遍历所有节点。
smalltalk
breadthFirstSearch: aBlock
| queue |
queue := Queue new.
queue add: self.
[ :node |
aBlock value: node.
node childrenDo: [ :child | queue add: child ].
] whileTrue: [ queue isEmpty ].
end
实战示例
以下是一个使用深度优先遍历遍历 `Person` 类对象图的示例。
smalltalk
john depthFirstSearch: [ :person |
Transcript show: 'Visiting '.
Transcript show: person name.
Transcript cr.
].
这将输出：
Visiting John
然后遍历 John 的所有子对象。
总结
本文通过实战展示了如何在 Smalltalk 中表示和遍历对象图。通过定义类和实例，我们可以创建一个简单的对象图，并使用深度优先和广度优先遍历方法来遍历这些对象之间的关系。这些技术对于理解 Smalltalk 中的对象模型和进行元编程非常有用。
注意：本文中的代码示例是基于 Smalltalk 的伪代码【12】，实际编写时可能需要根据具体的 Smalltalk 实现（如 Squeak【13】、Pharo【14】 或 VisualWorks【15】）进行调整。
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