早在 Borland 推出 Turbo Pascal 1.0 时，Philip Khan 做了一件精明的事情：他包含了简单电子表格的源代码，这就是许多程序员购买该产品的原因。在 Lotus 1-2-3 是当时的杀手级应用时，没有什么比瞥见其关键数据结构——稀疏矩阵更具吸引力的了。

当然，电子表格已不再是前沿技术。那么，其更新版本会是什么呢？从最近的市场宣传来看，我认为是分布式、跨平台且支持网络的电子表格。您将如何构建一个这样的电子表格呢？

Delphi，Pascal 最新的化身，如果可以只在 Windows 中使用，那倒是不错的选择。然而，对我们来说，Linux 兼容性是必须的。您可以尝试掌握 CORBA 的复杂性，但该标准现在正与微软的 DCOM 进行地盘争夺战，后者是一种行为更加复杂的生物。然而，Linux 程序员还有另一种选择。

Modula-3 语言及其周边系统为编写分布式应用程序提供了一个简单、清晰、成熟且健壮的工具。（请参阅侧边栏“简要传记”。）在本文中，我将重点介绍构建分布式电子表格所需的步骤。我的目标不是提供一个成熟的产品，而是一个代码框架，它说明了所有关键组件。

一块软件在三种意义上可以被认为是“分布式”的。

与传统应用程序相比，分布式软件更难设计和正确实现。尽管如此，它允许增长和灵活的组织。

我们的任务需要三种基本成分

在 Modula-3 中，网络对象提供连接胶水。妙处在于，就您的代码而言，调用网络上某处的对象几乎与调用您自己程序内部的对象一样容易。大部分繁重的工作都为您完成了。

作为一种现代的、通用的系统编程语言，Modula-3 在设计上很精简，但实用且功能强大。应用范围从有趣的东西（多人游戏）到严肃的东西（操作系统）再到极其严肃的东西（911 呼叫中心）。十年的使用使参考编译器变得稳固可靠。

当前的实现存在于 Win32 和流行的 Unix 版本中。特别是 Linux 端口，受到了持续的关注。有几个版本可供下载，包括完整的源代码树。（有关指针，请参阅侧边栏“Modula-3 资源”）。

除了开放性之外，该语言还有许多值得推荐的功能，包括

如果这让您想起 Java，那并非偶然。虽然 Java 的语法源自 C++，但许多关键改进直接源自 Modula-3。Modula-3 的一个实现甚至允许与 Java 进行混合搭配集成。

位于“第一圈外”的功能，虽然未在语言本身中定义，但包括

网络对象允许我们分阶段进行。首先，可以将电子表格构建为单个可执行文件。其次，作为在同一台机器上运行的多个进程。最后，作为在多台机器上运行的多个进程。阶段之间的跳跃很小。

我们需要一些用于电子表格的底层数据结构，所以让我们从简单地输入开始

TYPE
  Grid: REF ARRAY OF ARRAY OF INTEGER;

或

TYPE
  Grid: REF ARRAY OF ARRAY OF Money.T;

如果您愿意，可以在变量声明期间或程序执行期间在堆上分配新网格。

VAR
  myGrid : Grid := NEW (Grid, rows, cols);
BEGIN
  myGrid := NEW (Grid, 100, 20);
END.

myGrid 的第二次赋值将擦除第一次赋值，但不要惊慌——我们没有内存泄漏。Modula-3 垃圾回收器负责回收丢失的内存。对象变量（无需析构函数）也是如此，包括在远程机器上分配内存的对象。

为了充实我们的电子表格对象，我们接下来将一些运算符方法附加到网格。一个好的位置是在单独的“接口”文件中。列表 1 包含 spreadsheet.i3 的初始版本。我们的对象现在被声明为 Spreadsheet.T 类型。

接口的重要属性是它不包含任何可执行代码。这保留给“.m3”或模块文件。接口不说明如何计算某些东西，而仅说明它做什么。这类似于 C 中的 .h 文件，但更严格。只有在接口中显式公开的操作——或用术语“导出”来说——才可供外部使用。

（敏锐的读者可能已经注意到 Grid 的表示形式在 spreadsheet.i3 中公开了——这是一件坏事。Modula-3 确实允许您在实现文件中隐藏表示形式的细节。但这将使我们进入不透明类型，这是一个更高级的主题。）

Modula-3 配备了一个名为 Trestle 的跨平台窗口系统。在 Trestle 之上是一个名为 VBTkit 的用户界面工具包，以及一个 UI 构建器 FormsVBT。如果您愿意，您可以直接调用 X（或者，Win32 GDI），但这样做会失去可移植性。

程序用户界面的描述称为“Trestle 表单”。表单是使用嵌套括号组织的名称和值的文本描述。表单元素包括窗口、框架、按钮等，以及颜色等属性。列表 2 是弹出式计算器的示例表单，如图 1 所示。

重要的一点是，表单是在其自己的文件中定义的，而不是在任何 Modula-3 代码之外。当用户界面设计师与主要程序员是不同的人时，这种关注点分离被证明是有价值的。表单不描述如何构建界面，而仅描述界面的外观。FormsVBT 库在运行时构建它并将其挂钩到您的代码中。

图 1. Calculator.fv 的外观

假设我们的电子表格已实现，并带有一套测试函数。要构建程序，我们必须告知编译器哪些源文件组成了我们的可执行文件。这在 Modula-3 make 文件或 m3makefile 中完成。示例在列表 3 中显示。

要构建您的程序，请在命令行提示符下键入

m3build

编译器将为您确定依赖关系，仅重新编译必要的内容。

将常规对象（限制为单个地址空间）转换为网络对象（在网络上可见）并不像您想象的那么困难。您必须注意四个细节。

首先，需要链接网络对象库。这在 m3makefile（列表 3）中执行。

其次，对电子表格接口进行以下两项更改

IMPORT Money;
IMPORT NetObj;  (* new statement *)
  TYPE
    T = NetObj.T OBJECT  (* modified line *)
      grid: Grid;
      name: TEXT;
    METHODS
      ...

第三，这仅在执行时才重要，网络对象守护程序需要在后台运行。该程序作为 Modula-3 的一部分提供。通过键入以下命令启动守护程序

netobjd &

netobjd 守护程序充当公告板。首先，服务器发布一条消息，说“我有一个电子表格对象出售。”然后客户端过来并说：“我买那个。”服务器导出；客户端导入；守护程序进行调解。在 CORBA 的术语中，守护程序是对象请求代理。一旦交易完成，客户端和服务器直接相互通信。代码细节在列表 4 中找到。

当服务器和客户端位于同一台机器上时，列表 4 将起作用。假设服务器在某个 Linux 机器——eggnog.cmu.edu——上运行，而客户端在其他地方。确保 netobjd 在 eggnog 上运行，并更改客户端程序中的一行。

address := NetObj.Locate( "eggnog.cmu.edu" );

这样，我们的程序现在就可以通过网络进行通信了。

由于 Modula-3 预先配备了线程支持，因此它还提供了互斥锁（互斥信号量），以便对同一数据的并行操作进行序列化。在我们目前的讨论中，Money.T 类型尚未指定。它实际上可能类似于这样

INTERFACE Money;
TYPE
  T = MUTEX OBJECT
    cents: INTEGER;
  END;
END Money.

互斥锁保护数据，以便客户端 B 不会在客户端 A 完成之前修改值。当然，单独保护每个单元格是过度的。更优雅的方法是保护单元格范围，锁定由用户操作启动。

图 2 显示了用户 A（Alice）视角的电子表格。她正在处理红色阴影的单元格范围。用户 B（Bob）无法修改这些单元格。他正在处理蓝色单元格，向 Alice 指示这些单元格对她来说是只读的。

图 2. 简单的多人电子表格

要将我们的用户界面程序从 Linux 移植到 Windows NT，请执行以下操作

假设没有低级编程的技巧，本示例中的所有 Modula-3 代码——包括 GUI——都是透明可移植的。例如，不同的路径名约定隐藏在独立于操作系统的接口之后。没有看到 #ifdef。

在本文中，我重点介绍了使用 Modula-3 创建跨平台分布式电子表格的过程。关键步骤是将电子表格包装到网络对象中。通过这种方式，可以以与本地对象完全相同的语法调用远程对象。大部分繁重的工作都为您完成了。

Modula-3 不是创建分布式应用程序的唯一手段，但在我看来，它在简单性和功能之间取得了最佳平衡。从其意图来看，它是一种用于构建大型、稳固的系统以使您完成工作的语言。

显然，我的讨论省略了很多细节。为了帮助填补这个空白，Web 上提供了一个配套教程（请参阅侧边栏“入门指南”。）完整的源代码可用于实验和发明。