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王垠:如何掌握程序語(yǔ)言

 看見就非常 2012-08-14

學(xué)習(xí)程序語(yǔ)言是每個(gè)程序員的必經(jīng)之路??墒沁@個(gè)世界上有太多的程序語(yǔ)言,每一種都號(hào)稱具有最新的“特性”。所以程序員的苦惱就在于總是需要學(xué)習(xí)各種稀奇古怪的語(yǔ)言,而且必須緊跟“潮流”,否則就怕被時(shí)代所淘汰。

  作為一個(gè)程序語(yǔ)言的研究者,我深深的知道這種心理產(chǎn)生的根源。程序語(yǔ)言里面其實(shí)有著非常簡(jiǎn)單,永恒不變的原理??吹搅怂鼈?,就可以在很短的時(shí)間之內(nèi)就能學(xué)會(huì)并且開始使用任何新的語(yǔ)言,而不是花費(fèi)很多功夫去學(xué)習(xí)一個(gè)又一個(gè)的語(yǔ)言。

  對(duì)程序語(yǔ)言的各種誤解

  學(xué)習(xí)程序語(yǔ)言的人,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下幾種心理,以至于他們會(huì)覺(jué)得有學(xué)不完的東西,或者走上錯(cuò)誤的道路。以下我把這些心理簡(jiǎn)要分析一下。

  1. 程序語(yǔ)言無(wú)用論。這是國(guó)內(nèi)大學(xué)計(jì)算機(jī)系的教育常見的錯(cuò)誤。教授們常常對(duì)學(xué)生灌輸:“用什么程序語(yǔ)言不重要,重要的是算法?!倍鋵?shí),程序語(yǔ)言卻是比算法更加精髓的東西。任何算法以及它的復(fù)雜度分析,都是相對(duì)于某種計(jì)算模型,而程序語(yǔ)言就是描述這種計(jì)算模型的符號(hào)系統(tǒng)。算法必須用某種語(yǔ)言表述出來(lái),通常算法設(shè)計(jì)者使用偽碼,這其實(shí)是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,容易出現(xiàn)推理漏洞。算法設(shè)計(jì)再好,如果不懂得程序語(yǔ)言的原理,也不可能高效的實(shí)現(xiàn)。即使實(shí)現(xiàn)了,也可能會(huì)在模塊化和可擴(kuò)展性上面有很大問(wèn)題。某些算法專家或者數(shù)學(xué)家寫出來(lái)的程序極其幼稚,就是因?yàn)樗麄兒鲆暳顺绦蛘Z(yǔ)言的重要性。

  2. 追求“新語(yǔ)言”。基本的哲學(xué)告訴我們,新出現(xiàn)的事物并不一定是“新事物”,它們有可能是歷史的倒退。事實(shí)證明,新出現(xiàn)的語(yǔ)言,可能還不如早就存在的。其實(shí),現(xiàn)代語(yǔ)言的多少“新概念”不存在于最老的一些語(yǔ)言里呢?程序語(yǔ)言就像商品,每一家都為了拉攏程序員作廣告,而它們絕大多數(shù)的設(shè)計(jì)都可能是膚淺而短命的。如果你看不透這些東西的設(shè)計(jì),就會(huì)被它們蒙蔽住。很多語(yǔ)言設(shè)計(jì)者其實(shí)并不真的懂得程序語(yǔ)言設(shè)計(jì)的原理,所以常常在設(shè)計(jì)中重復(fù)前人的錯(cuò)誤。但是為了推銷自己的語(yǔ)言和系統(tǒng),他們必須夸夸其談,進(jìn)行宗教式的宣傳。

  3. “存在即是合理”。記得某人說(shuō)過(guò):“不能帶來(lái)新的思維方式的語(yǔ)言,是沒(méi)有必要存在的?!彼f(shuō)的是相當(dāng)正確的。世界上有這么多的語(yǔ)言,有哪些帶來(lái)了新的思維方式呢?其實(shí)非常少。絕大部分的語(yǔ)言給世界帶來(lái)的其實(shí)是混亂。有人可能反駁說(shuō):“你怎么能說(shuō) A 語(yǔ)言沒(méi)必要存在?我要用的那個(gè)庫(kù)L,別的語(yǔ)言不支持,只能用A?!钡亲⒁?,他說(shuō)的是存在的“必要性”。如果你把存在的“事實(shí)”作為存在的“必要性”,那就邏輯錯(cuò)亂了。就像如果二戰(zhàn)時(shí)我們沒(méi)能打敗希特勒,現(xiàn)在都做了他的奴隸,然后你就說(shuō):“希特勒應(yīng)該存在,因?yàn)樗B(yǎng)活了我們?!蹦愕倪壿嬶@然有問(wèn)題,因?yàn)槿绻麣v史走了另外一條路(即希特勒不存在),我們會(huì)過(guò)上自由幸福的生活,所以希特勒不應(yīng)該存在。對(duì)比一個(gè)東西存在與不存在的兩種可能的后果,然后做出判斷,這才是正確的邏輯。按照這樣的推理,如果設(shè)計(jì)糟糕的A 語(yǔ)言不存在,那么設(shè)計(jì)更好的 B 語(yǔ)言很有可能就會(huì)得到更多的支持,從而實(shí)現(xiàn)甚至超越 L 庫(kù)的功能。

  4. 追求“新特性”。程序語(yǔ)言的設(shè)計(jì)者總是喜歡“發(fā)明”新的名詞,喜歡炒作。普通程序員往往看不到,大部分這些“新概念”其實(shí)徒有高深而時(shí)髦的外表,卻沒(méi)有實(shí)質(zhì)的內(nèi)涵。常常是剛學(xué)會(huì)一個(gè)語(yǔ)言 A,又來(lái)了另一個(gè)語(yǔ)言 B,說(shuō)它有一個(gè)叫 XYZ 的新特性。于是你又開始學(xué)習(xí)B,如此繼續(xù)。在內(nèi)行人看來(lái),這些所謂的“新特性”絕大部分都是新瓶裝老酒。很多人寫論文喜歡起這樣的標(biāo)題:《XYZ:A Novel Method for ...》。這造成了概念的爆炸,卻沒(méi)有實(shí)質(zhì)的進(jìn)步。

  5. 追求“小竅門”。很多編程書喜歡賣弄一些小竅門,教你如何讓程序顯得“短小”。比如它們會(huì)跟你講 "(i++) - (++i)"應(yīng)該得到什么結(jié)果;或者追究運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí),說(shuō)這樣可以少打括號(hào);要不就是告訴你“if 后面如果只有一行代碼就可以不加花括號(hào)”,等等。殊不知這些小竅門,其實(shí)大部分都是程序語(yǔ)言設(shè)計(jì)的敗筆。它們帶來(lái)的不是清晰的思路,而是是邏輯的混亂和認(rèn)知的負(fù)擔(dān)。比如 C 語(yǔ)言的 ++ 運(yùn)算符,它的出現(xiàn)是因?yàn)?C 語(yǔ)言設(shè)計(jì)者們當(dāng)初用的計(jì)算機(jī)內(nèi)存小的可憐,而 "i++" 顯然比"i=i+1" 少 2 個(gè)字符,所以他們覺(jué)得可以節(jié)省一些空間?,F(xiàn)在我們?cè)僖膊蝗蹦屈c(diǎn)內(nèi)存,可是 ++ 運(yùn)算符帶來(lái)的混亂和迷惑,卻流傳了下來(lái)?,F(xiàn)在最新的一些語(yǔ)言,也喜歡耍這種語(yǔ)法上的小把戲。如果你追求這些小竅門,往往就抓不住精髓。

  6. 針對(duì)“專門領(lǐng)域”。很多語(yǔ)言沒(méi)有新的東西,為了占據(jù)一方土地,就號(hào)稱自己適合某種特定的任務(wù),比如文本處理,數(shù)據(jù)庫(kù)查詢,WEB 編程,游戲設(shè)計(jì),并行計(jì)算。但是我們真的需要不同的語(yǔ)言來(lái)干這些事情嗎?其實(shí)絕大部分這些事情都能用同一種通用語(yǔ)言來(lái)解決,或者在已有語(yǔ)言的基礎(chǔ)上做很小的改動(dòng)。只不過(guò)由于各種政治和商業(yè)原因,不同的語(yǔ)言被設(shè)計(jì)用來(lái)占領(lǐng)市場(chǎng)。就學(xué)習(xí)而言,它們其實(shí)是無(wú)關(guān)緊要的,而它們帶來(lái)的“學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)”,其實(shí)差不多掩蓋了它們帶來(lái)的好處。其實(shí)從一些設(shè)計(jì)良好的通用語(yǔ)言,你可以學(xué)會(huì)所有這些“專用語(yǔ)言”的精髓,而不用專門去學(xué)它們。

  7. 宗教信仰。很多人對(duì)程序語(yǔ)言有宗教信仰。這跟人們對(duì)操作系統(tǒng)有宗教信仰很類似。其實(shí)如果你了解程序語(yǔ)言的本質(zhì),就會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)完全沒(méi)必要跟人爭(zhēng)論一些事情。某個(gè)語(yǔ)言有缺點(diǎn),應(yīng)該可以直接說(shuō)出來(lái),卻被很多人忌諱,因?yàn)橹赋鋈秉c(diǎn)總是招來(lái)爭(zhēng)論和憎恨。這原因也許在于程序語(yǔ)言的設(shè)計(jì)不是科學(xué),它類似于圣經(jīng),它沒(méi)法被“證偽”。沒(méi)有任何實(shí)驗(yàn)可以一下子斷定那種語(yǔ)言是對(duì)的,那種是錯(cuò)的。所以雖然你覺(jué)得自己有理,卻很難讓人信服。沒(méi)有人會(huì)去爭(zhēng)論哪家的漢堡更好,卻有很多人爭(zhēng)論那種語(yǔ)言更好。因?yàn)楹芏嗳税殉绦蛘Z(yǔ)言當(dāng)成自己的神,如果你批評(píng)我的語(yǔ)言,你就是褻瀆我的神。解決的辦法也許是,不要把自己正在用的語(yǔ)言看得太重要。你現(xiàn)在認(rèn)為是對(duì)的東西,也許不久就會(huì)被你認(rèn)為是錯(cuò)的,反之亦然。

  如何掌握程序語(yǔ)言

  看到了一些常見的錯(cuò)誤心理,那么我們來(lái)談一下什么樣的思維方式會(huì)更加容易的掌握程序語(yǔ)言。

  1. 專注于“精華”和“原理”。就像所有的科學(xué)一樣,程序語(yǔ)言最精華的原理其實(shí)只有很少數(shù)幾個(gè),它們卻可以被用來(lái)構(gòu)造出許許多多紛繁復(fù)雜的概念。但是人們往往忽視了簡(jiǎn)單原理的重要性,匆匆看過(guò)之后就去追求最新的,復(fù)雜的概念。他們卻沒(méi)有注意到,絕大部分最新的概念其實(shí)都可以用最簡(jiǎn)單的那些概念組合而成。而對(duì)基本概念的一知半解,導(dǎo)致了他們看不清那些復(fù)雜概念的實(shí)質(zhì)。比如這些概念里面很重要的一個(gè)就是遞歸。國(guó)內(nèi)很多學(xué)生對(duì)遞歸的理解只停留于漢諾塔這樣的程序,而對(duì)遞歸的效率也有很大的誤解,認(rèn)為遞歸沒(méi)有循環(huán)來(lái)得高效。而其實(shí)遞歸比循環(huán)表達(dá)能力強(qiáng)很多,而且效率幾乎一樣。有些程序比如解釋器,不用遞歸的話基本沒(méi)法完成。

  2. 實(shí)現(xiàn)一個(gè)程序語(yǔ)言。學(xué)習(xí)使用一個(gè)工具的最好的方式就是制造它,所以學(xué)習(xí)程序語(yǔ)言的最好方式就是實(shí)現(xiàn)一個(gè)程序語(yǔ)言。這并不需要一個(gè)完整的編譯器,而只需要寫一些簡(jiǎn)單的解釋器,實(shí)現(xiàn)最基本的功能。之后你就會(huì)發(fā)現(xiàn),所有語(yǔ)言的新特性你都大概知道可以如何實(shí)現(xiàn),而不只停留在使用者的水平。實(shí)現(xiàn)程序語(yǔ)言最迅速的方式就是使用一種像 Scheme 這樣代碼可以被作為數(shù)據(jù)的語(yǔ)言。它能讓你很快的寫出新的語(yǔ)言的解釋器。我的 GitHub 里面有一些我寫的解釋器的例子(比如這個(gè)短小的代碼實(shí)現(xiàn)了 Haskell 的 lazy 語(yǔ)義)。

  幾種常見風(fēng)格的語(yǔ)言

  下面我簡(jiǎn)要的說(shuō)一下幾種常見風(fēng)格的語(yǔ)言以及它們的問(wèn)題。

  1. 面向?qū)ο笳Z(yǔ)言

  事實(shí)說(shuō)明,“面向?qū)ο蟆边@整個(gè)概念基本是錯(cuò)誤的。它的風(fēng)靡是因?yàn)楫?dāng)初的“軟件危機(jī)”(天知道是不是真的存在這危機(jī))。設(shè)計(jì)的初衷是讓“界面”和“實(shí)現(xiàn)”分離,從而使得下層實(shí)現(xiàn)的改動(dòng)不影響上層的功能。可是大部分面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的設(shè)計(jì)都遵循一個(gè)根本錯(cuò)誤的原則:“所有的東西都是對(duì)象(Everything is anobject)。”以至于所有的函數(shù)都必須放在所謂的“對(duì)象”里面,而不能直接被作為參數(shù)或者變量傳遞。這導(dǎo)致很多時(shí)候需要使用繁瑣的設(shè)計(jì)模式(design patterns) 來(lái)達(dá)到甚至對(duì)于 C 語(yǔ)言都直接了當(dāng)?shù)氖虑?。而其?shí)“界面”和“實(shí)現(xiàn)”的分離,并不需要把所有函數(shù)都放進(jìn)對(duì)象里。另外的一些概念,比如繼承,重載,其實(shí)帶來(lái)的問(wèn)題比它們解決的還要多。

  “面向?qū)ο蠓椒ā钡倪^(guò)度使用,已經(jīng)開始引起對(duì)整個(gè)業(yè)界的負(fù)面作用。很多公司里的程序員喜歡生搬硬套一些不必要的設(shè)計(jì)模式,其實(shí)什么好事情也沒(méi)干,只是使得程序冗長(zhǎng)難懂。

  那么如何看待具備高階函數(shù)的面向?qū)ο笳Z(yǔ)言,比如 Python, JavaScript, Ruby, Scala?當(dāng)然有了高階函數(shù),你可以直截了當(dāng)?shù)谋硎竞芏鄸|西,而不需要使用設(shè)計(jì)模式。但是由于設(shè)計(jì)模式思想的流毒,一些程序員居然在這些不需要設(shè)計(jì)模式的語(yǔ)言里也采用繁瑣的設(shè)計(jì)模式,讓人哭笑不得。所以在學(xué)習(xí)的時(shí)候,最好不要用這些語(yǔ)言,以免受到不必要的干擾。到時(shí)候必要的時(shí)候再回來(lái)使用它們,就可以取其精華,去其糟粕。

  2. 低級(jí)過(guò)程式語(yǔ)言

  那么是否 C 這樣的“低級(jí)語(yǔ)言”就會(huì)好一些呢?其實(shí)也不是。很多人推崇C,因?yàn)樗梢宰屓私咏暗讓印?,也就是接近機(jī)器的表示,這樣就意味著它速度快。這里其實(shí)有三個(gè)問(wèn)題:

   1) 接近“底層”是否是好事?

   2)“速度快的語(yǔ)言”是什么意思?

   3) 接近底層的語(yǔ)言是否一定速度快?

  對(duì)于第一個(gè)問(wèn)題,答案是否定的。其實(shí)編程最重要的思想是高層的語(yǔ)義(semantics)。語(yǔ)義構(gòu)成了人關(guān)心的問(wèn)題以及解決它們的算法。而具體的實(shí)現(xiàn)(implementation),比如一個(gè)整數(shù)用幾個(gè)字節(jié)表示,雖然還是重要,但卻不是至關(guān)重要的。如果把實(shí)現(xiàn)作為學(xué)習(xí)的主要目標(biāo),就本末倒置了。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)是可以改變的,而它們所表達(dá)的本質(zhì)卻不會(huì)變。所以很多人發(fā)現(xiàn)自己學(xué)會(huì)的東西,過(guò)不了多久就“過(guò)時(shí)”了。那就是因?yàn)樗麄儗W(xué)習(xí)的不是本質(zhì),而只是具體的實(shí)現(xiàn)。

  其次,談?wù)Z言的“速度”,其實(shí)是一句空話。語(yǔ)言只負(fù)責(zé)描述一個(gè)程序,而程序運(yùn)行的速度,其實(shí)絕大部分不取決于語(yǔ)言。它主要取決于 1)算法和2)編譯器的質(zhì)量。編譯器和語(yǔ)言基本是兩碼事。同一個(gè)語(yǔ)言可以有很多不同的編譯器實(shí)現(xiàn),每個(gè)編譯器生成的代碼質(zhì)量都可能不同,所以你沒(méi)法說(shuō)“A語(yǔ)言比 B 語(yǔ)言快”。你只能說(shuō)“A 語(yǔ)言的 X 編譯器生成的代碼,比 B 語(yǔ)言的 Y 編譯器生成的代碼高效”。這幾乎等于什么也沒(méi)說(shuō),因?yàn)?B 語(yǔ)言可能會(huì)有別的編譯器,使得它生成更快的代碼。

  我舉個(gè)例子吧。在歷史上,Lisp 語(yǔ)言享有“龜速”的美名。有人說(shuō)“Lisp 程序員知道每個(gè)東西的值,卻不知道任何事情的代價(jià)”,講的就是這個(gè)事情。但這已經(jīng)是很久遠(yuǎn)的事情了,現(xiàn)代的 Lisp 系統(tǒng)能編譯出非常高效的代碼。比如商業(yè)的 Chez Scheme 編譯器,能在 5 秒鐘之內(nèi)編譯它自己,編譯生成的目標(biāo)代碼非常高效。它可以直接把 Scheme 程序編譯到多種處理器的機(jī)器指令,而不通過(guò)任何第三方軟件。它內(nèi)部的一些算法,其實(shí)比開源的 LLVM 之類的先進(jìn)很多。

  另外一些函數(shù)式語(yǔ)言也能生成高效的代碼,比如 OCaml。在一次程序語(yǔ)言暑期班上,Cornell 的 Robert Constable 教授講了一個(gè)故事,說(shuō)是他們用 OCaml 重新實(shí)現(xiàn)了一個(gè)系統(tǒng),結(jié)果發(fā)現(xiàn) OCaml 的實(shí)現(xiàn)比原來(lái)的 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)快了 50 倍。經(jīng)過(guò)C 語(yǔ)言的那個(gè)小組對(duì)算法多次的優(yōu)化,OCaml 的版本還是快好幾倍。這里的原因其實(shí)在于兩方面。第一是因?yàn)楹瘮?shù)式語(yǔ)言把程序員從底層細(xì)節(jié)中解脫出來(lái),讓他們能夠迅速的實(shí)現(xiàn)和修改自己的想法,所以他們能夠迅速的找到更好的算法。第二是因?yàn)?OCaml 有高效的編譯器實(shí)現(xiàn),使得它能生成很好的代碼。

  從上面的例子,你也許已經(jīng)可以看出,其實(shí)接近底層的語(yǔ)言不一定速度就快。因?yàn)榫幾g器這種東西其實(shí)可以有很高級(jí)的“智能”,甚至可以超越任何人能做到的底層優(yōu)化。但是編譯器還沒(méi)有發(fā)展到可以代替人來(lái)制造算法的地步。所以現(xiàn)在人需要做的,其實(shí)只是設(shè)計(jì)和優(yōu)化自己的高層算法。

  3. 高級(jí)過(guò)程式語(yǔ)言

  很早的時(shí)候,國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)系學(xué)生的第一門編程課都是 Pascal。Pascal 是很不錯(cuò)的語(yǔ)言,可是很多人當(dāng)時(shí)都沒(méi)有意識(shí)到。上大學(xué)的時(shí)候,我的 Pascal 老師對(duì)我們說(shuō):“我們學(xué)校的教學(xué)太落后了。別的學(xué)校都開始教C 或者 C++ 了,我們還在教 Pascal?!爆F(xiàn)在真正理解了程序語(yǔ)言的設(shè)計(jì)原理以后我才真正的感覺(jué)到,原來(lái) Pascal 是比 C 和 C++ 設(shè)計(jì)更好的語(yǔ)言。它不但把人從底層細(xì)節(jié)里解脫出來(lái),沒(méi)有面向?qū)ο蟮乃季S枷鎖,而且有一些很好的設(shè)計(jì),比如強(qiáng)類型檢查,嵌套函數(shù)定義等等。可是計(jì)算機(jī)的世界真是謬論橫行,有些人批評(píng) Pascal,把優(yōu)點(diǎn)都說(shuō)成是缺點(diǎn)。比如 Brain Kernighan 的這篇《Why Pascal is Not My Favorite Programming Language》,現(xiàn)在看來(lái)真是謬誤百出。Pascal 現(xiàn)在已經(jīng)幾乎沒(méi)有人用了。這并不很可惜,因?yàn)樗诲e(cuò)怪的“缺點(diǎn)”其實(shí)已經(jīng)被正名,并且出現(xiàn)在當(dāng)今最流行的一些語(yǔ)言里:Java,Python, C#, ……

  4. 函數(shù)式語(yǔ)言

  函數(shù)式語(yǔ)言相對(duì)來(lái)說(shuō)是當(dāng)今最好的設(shè)計(jì),因?yàn)樗鼈儾坏屓藢W⒂谒惴ê蛯?duì)問(wèn)題的解決,而且沒(méi)有面向?qū)ο笳Z(yǔ)言那些思維的限制。但是需要注意的是并不是每個(gè)函數(shù)式語(yǔ)言的特性都是好東西。它們的支持者們經(jīng)常把缺點(diǎn)也說(shuō)成是優(yōu)點(diǎn),結(jié)果你其實(shí)還是被掛上一些不必要的枷鎖。比如 OCaml 和 SML,因?yàn)樗鼈兊念愋拖到y(tǒng)里面有很多不成熟的設(shè)計(jì),導(dǎo)致你需要記住太多不必要的規(guī)則。

  5. 邏輯式語(yǔ)言

  邏輯式語(yǔ)言(比如 Prolog)是一種超越函數(shù)式語(yǔ)言的新的思想,所以需要一些特殊的訓(xùn)練。邏輯式語(yǔ)言寫的程序,是能“反向運(yùn)行”的。普通程序語(yǔ)言寫的程序,如果你給它一個(gè)輸入,它會(huì)給你一個(gè)輸出。但是邏輯式語(yǔ)言很特別,如果你給它一個(gè)輸出,它可以反過(guò)來(lái)給你所有可能的輸入。其實(shí)通過(guò)很簡(jiǎn)單的方法,可以不費(fèi)力氣的把程序從函數(shù)式轉(zhuǎn)換成邏輯式的。但是邏輯式語(yǔ)言一般要在“pure”的情況下(也就是沒(méi)有復(fù)雜的賦值操作)才能反向運(yùn)行。所以學(xué)習(xí)邏輯式語(yǔ)言最好是從函數(shù)式語(yǔ)言開始,在理解了遞歸,模式匹配等基本的函數(shù)式編程技巧之后再來(lái)看 Prolog,就會(huì)發(fā)現(xiàn)邏輯式編程簡(jiǎn)單了很多。

  從何開始

  可是學(xué)習(xí)編程總要從某種語(yǔ)言開始。那么哪種語(yǔ)言呢?就我的觀點(diǎn),首先可以從 Scheme 入門,然后學(xué)習(xí)一些 Haskell (但不是全部),之后其它的也就觸類旁通了。你并不需要學(xué)習(xí)它們的所有細(xì)枝末節(jié),而只需要學(xué)習(xí)最精華的部分。所有剩余的細(xì)節(jié),會(huì)在實(shí)際使用中很容易的被填補(bǔ)上。現(xiàn)在我推薦幾本比較好的書。

  《The Little Schemer》(TLS):我覺(jué)得 Dan Friedman 的 The Little Schemer 是目前最好,最精華的編程入門教材。這本書很薄,很精辟。它的前身叫《The Little Lisper》。很多資深的程序語(yǔ)言專家都是從這本書學(xué)會(huì)了 Lisp。雖然它叫“The Little Schemer”,但它并不使用 Scheme 所有的功能,而是忽略了 Scheme 的一些毛病,直接進(jìn)入最關(guān)鍵的主題:遞歸和它的基本原則。

  《Structure and Interpretationof Computer Programs》(SICP):TheLittle Schemer 其實(shí)是比較難的讀物,所以我建議把它作為下一步精通的讀物。SICP 比較適合作為第一本教材。但是我需要提醒的是,你最多只需要看完前三章。因?yàn)閺牡谒恼麻_始,作者開始實(shí)現(xiàn)一個(gè) Scheme 解釋器,但是作者的實(shí)現(xiàn)并不是最好的方式。你可以從別的地方更好的學(xué)到這些東西。不過(guò)也許你可以看完 SICP 第一章之后就可以開始看 TLS。

  《A Gentle Introduction to Haskell》:對(duì)于 Haskell,我最開頭看的是 A GentleIntroduction to Haskell,因?yàn)樗貏e短小。當(dāng)時(shí)我已經(jīng)會(huì)了 Scheme,所以不需要再學(xué)習(xí)基本的函數(shù)式語(yǔ)言的東西。我從這個(gè)文檔學(xué)到的只不過(guò)是 Haskell 對(duì)于類型和模式匹配的概念。

  過(guò)度到面向?qū)ο笳Z(yǔ)言

  那么如果從函數(shù)式語(yǔ)言入門,如何過(guò)渡到面向?qū)ο笳Z(yǔ)言呢?畢竟大部分的公司用的是面向?qū)ο笳Z(yǔ)言。如果你真的學(xué)會(huì)了函數(shù)式語(yǔ)言,就會(huì)發(fā)現(xiàn)面向?qū)ο笳Z(yǔ)言已經(jīng)易如反掌。函數(shù)式語(yǔ)言的設(shè)計(jì)比面向?qū)ο笳Z(yǔ)言簡(jiǎn)單和強(qiáng)大很多,而且?guī)缀跛械暮瘮?shù)式語(yǔ)言教材(比如 SICP)都會(huì)教你如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)面向?qū)ο笙到y(tǒng)。你會(huì)深刻的看到面向?qū)ο蟮谋举|(zhì)以及它存在的問(wèn)題,所以你會(huì)很容易的搞清楚怎么寫面向?qū)ο蟮某绦?,并且?huì)發(fā)現(xiàn)一些竅門來(lái)避開它們的局限。你會(huì)發(fā)現(xiàn),即使在實(shí)際的工作中必須使用面向?qū)ο笳Z(yǔ)言,也可以避免面向?qū)ο蟮乃季S方式,因?yàn)槊嫦驅(qū)ο蟮乃枷霂?lái)的大部分是混亂和冗余。

  深入本質(zhì)和底層

  那么是不是完全不需要學(xué)習(xí)底層呢?當(dāng)然不是。但是一開頭就學(xué)習(xí)底層硬件,就會(huì)被紛繁復(fù)雜的硬件設(shè)計(jì)蒙蔽頭腦,看不清楚本質(zhì)上簡(jiǎn)單的原理。在學(xué)會(huì)高層的語(yǔ)言之后,可以進(jìn)行“語(yǔ)義學(xué)”和“編譯原理”的學(xué)習(xí)。

  簡(jiǎn)言之,語(yǔ)義學(xué)(semantics)就是研究程序的符號(hào)表示如何對(duì)機(jī)器產(chǎn)生“意義”,通常語(yǔ)義學(xué)的學(xué)習(xí)包含 lambda calculus 和各種解釋器的實(shí)現(xiàn)。編譯原理(compilation)就是研究如何把高級(jí)語(yǔ)言翻譯成低級(jí)的機(jī)器指令。編譯原理其實(shí)包含了計(jì)算機(jī)的組成原理,比如二進(jìn)制的構(gòu)造和算術(shù),處理器的結(jié)構(gòu),內(nèi)存尋址等等。但是結(jié)合了語(yǔ)義學(xué)和編譯原理來(lái)學(xué)習(xí)這些東西,會(huì)事半功倍。因?yàn)槟銜?huì)直觀的看到為什么現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)設(shè)計(jì)成這個(gè)樣子:為什么處理器里面有寄存器(register),為什么需要堆棧(stack),為什么需要堆(heap),它們的本質(zhì)是什么。這些甚至是很多硬件設(shè)計(jì)者都不明白的問(wèn)題,所以它們的硬件里經(jīng)常含有一些沒(méi)必要的東西。因?yàn)樗麄儾焕斫庹Z(yǔ)義,所以經(jīng)常不明白他們的硬件到底需要哪些部件和指令。但是從高層語(yǔ)義來(lái)解釋它們,就會(huì)揭示出它們的本質(zhì),從而可以讓你明白如何設(shè)計(jì)出更加優(yōu)雅和高效的硬件。

  這就是為什么一些程序語(yǔ)言專家后來(lái)也開始設(shè)計(jì)硬件。比如 Haskell 的創(chuàng)始人之一 Lennart Augustsson 后來(lái)設(shè)計(jì)了 BlueSpec,一種高級(jí)的硬件描述語(yǔ)言,可以 100% 的合成 (synthesis) 為硬件電路。Scheme 也被廣泛的使用在硬件設(shè)計(jì)中,比如 Motorola, Cisco 和曾經(jīng)的 Transmeta,它們的芯片設(shè)計(jì)里面含有很多 Scheme 程序。

  這基本上就是我對(duì)學(xué)習(xí)程序語(yǔ)言的初步建議。以后可能會(huì)就其中一些內(nèi)容進(jìn)行更加詳細(xì)的闡述。

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