如何掌握“所有”的程序語言?沒錯(cuò),就是所有!
來源:王垠
http://www.yinwang.org/blog-cn/2017/07/06/master-pl
對(duì)的,我這里要講的不是如何掌握一種程序語言,而是所有的……
很多編程初學(xué)者至今還在給我寫信請(qǐng)教,問我該學(xué)習(xí)什么程序語言,怎么學(xué)習(xí)。
由于我知道如何掌握“所有”的程序語言,總是感覺這種該學(xué)“一種”什么語言的問題比較低級(jí),所以一直沒來得及回復(fù)他們 。
可是逐漸的,我發(fā)現(xiàn)原來不只是小白們有這個(gè)問題,就連美國大公司的很多資深工程師,其實(shí)也沒搞明白。
今天我有動(dòng)力了,想來統(tǒng)一回答一下這個(gè)擱置已久的“初級(jí)問題”。類似的話題貌似曾經(jīng)寫過,然而現(xiàn)在我想把它重新寫一遍。
因?yàn)樵诟芏嗳私涣髦?,我?duì)自己頭腦中的(未轉(zhuǎn)化為語言的)想法,有了更精準(zhǔn)的表達(dá)。
如果你存在以下的種種困惑,那么這篇文章也許會(huì)對(duì)你有所幫助:
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你是編程初學(xué)者,不知道該選擇什么程序語言來入門。
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你是資深的程序員或者團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo),對(duì)新出現(xiàn)的種種語言感到困惑,不知道該“投資”哪種語言。
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你的團(tuán)隊(duì)為使用哪種程序語言爭論不休,發(fā)生各種宗教斗爭。
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你追逐潮流采用了某種時(shí)髦的語言,結(jié)果兩個(gè)月之后發(fā)現(xiàn)深陷泥潭,痛苦不堪……
雖然我已經(jīng)不再過問這些世事,然而無可置疑的現(xiàn)實(shí)是,程序語言仍然是很重要的話題,這個(gè)情況短時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變。
程序員的崗位往往會(huì)要求熟悉某些語言,甚至某些奇葩的公司要求你“深入理解 OOP 或者 FP 設(shè)計(jì)模式”。
對(duì)于在職的程序員,程序語言至今仍然是可以爭得面紅耳赤的宗教話題。
它的宗教性之強(qiáng),以至于我在批評(píng)和調(diào)侃某些語言(比如 Go 語言)的時(shí)候,有些人會(huì)本能地以為我是另外一種語言(比如 Java)的粉絲。
顯然我不可能是任何一種語言的粉絲,我甚至不是 Yin 語言的粉絲,對(duì)于任何從沒見過的語言,我都是直接拿起來就用,而不需要經(jīng)過學(xué)習(xí)的過程。
看了這篇文章,也許你會(huì)明白我為什么可以達(dá)到這個(gè)效果。
理解了這里面的東西,每個(gè)程序員都應(yīng)該可以做到這一點(diǎn)。
嗯,但愿吧。
重視語言特性,而不是語言
很多人在乎自己或者別人是否“會(huì)”某種語言,對(duì)“發(fā)明”了某種語言的人倍加崇拜,為各種語言的孰優(yōu)孰劣爭得面紅耳赤。
這些問題對(duì)于我來說都是不存在的。
雖然我寫文章批評(píng)過不少語言的缺陷,在實(shí)際工作中我卻很少跟人爭論這些。
如果有其它人在我身邊爭論,我甚至?xí)魃隙鷻C(jī),都懶得聽他們說什么。
為什么呢?
我發(fā)現(xiàn)歸根結(jié)底的原因,是因?yàn)槲抑匾暤氖恰罢Z言特性”,而不是整個(gè)的“語言”。
我能用任何語言寫出不錯(cuò)的代碼,就算再糟糕的語言也差不了多少。
任何一種“語言”,都是各種“語言特性”的組合。
打個(gè)比方吧,一個(gè)程序語言就像一臺(tái)電腦。
它的牌子可能叫“聯(lián)想”,或者“IBM”,或者“Dell”,或者“蘋果”。
那么,你可以說蘋果一定比 IBM 好嗎?
你不能。
你得看看它里面裝的是什么型號(hào)的處理器,有多少個(gè)核,主頻多少,有多少 L1 cache,L2 cache……,有多少內(nèi)存和硬盤,顯示器分辨率有多大,顯卡是什么 GPU,網(wǎng)卡速度,等等各種“配置”。
有時(shí)候你還得看各個(gè)組件之間的兼容性。這些配置對(duì)應(yīng)到程序語言里面,就是所謂“語言特性”。
舉一些語言特性的例子:
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變量定義
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算術(shù)運(yùn)算
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for 循環(huán)語句,while 循環(huán)語句
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函數(shù)定義,函數(shù)調(diào)用
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遞歸
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靜態(tài)類型系統(tǒng)
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類型推導(dǎo)
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lambda 函數(shù)
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面向?qū)ο?/span>
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垃圾回收
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指針?biāo)阈g(shù)
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goto 語句
這些語言特性,就像你在選擇一臺(tái)電腦的時(shí)候,看它里面是什么配置。
選電腦的時(shí)候,沒有人會(huì)說 Dell 一定是最好的,他們只會(huì)說這個(gè)型號(hào)里面裝的是 Intel 的 i7 處理器,這個(gè)比 i5 的好,DDR3 的內(nèi)存 比 DDR2 的快這么多,SSD 比磁盤快很多,ATI 的顯卡是垃圾…… 如此等等。
程序語言也是一樣的道理。
對(duì)于初學(xué)者來說,其實(shí)沒必要糾結(jié)到底要先學(xué)哪一種語言,再學(xué)哪一種。
曾經(jīng)有人給我發(fā)信問這種問題,糾結(jié)了好幾個(gè)星期,結(jié)果一個(gè)語言都還沒開始學(xué)。
有這糾結(jié)的時(shí)間,其實(shí)都可以把他糾結(jié)過的語言全部掌握了。
初學(xué)者往往不理解,每一種語言里面必然有一套“通用”的特性。比如變量,函數(shù),整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算,等等。
這些是每個(gè)通用程序語言里面都必須有的,一個(gè)都不能少。
你只要通過“某種語言”學(xué)會(huì)了這些特性,掌握這些特性的根本概念,就能隨時(shí)把這些知識(shí)應(yīng)用到任何其它語言。
你為此投入的時(shí)間基本不會(huì)浪費(fèi)。
所以初學(xué)者糾結(jié)要“先學(xué)哪種語言”,這種時(shí)間花的很不值得,還不如隨便挑一個(gè)語言,跳進(jìn)去。
如果你不能用一種語言里面的基本特性寫出好的代碼,那你換成另外一種語言也無濟(jì)于事。你會(huì)寫出一樣差的代碼。
我經(jīng)常看到有些人 Java 代碼寫得相當(dāng)亂,相當(dāng)糟糕,卻罵 Java 不好,雄心勃勃要換用 Go 語言。
這些人沒有明白,是否能寫出好的代碼在于人,而不在于語言。
如果你的心中沒有清晰簡單的思維模型,你用任何語言表述出來都是一堆亂麻。
如果你 Java 代碼寫得很糟糕,那么你寫 Go 語言代碼也會(huì)一樣糟糕,甚至更差。
很多初學(xué)者不了解,一個(gè)高明的程序員如果開始用一種新的程序語言,他往往不是去看這個(gè)語言的大部頭手冊(cè)或者書籍,而是先有一個(gè)需要解決的問題。
手頭有了問題,他可以用兩分鐘瀏覽一下這語言的手冊(cè),看看這語言大概長什么樣。
然后,他直接拿起一段例子代碼來開始修改搗鼓,想法把這代碼改成自己正想解決的問題。
在這個(gè)簡短的過程中,他很快的掌握了這個(gè)語言,并用它表達(dá)出心里的想法。
在這個(gè)過程中,隨著需求的出現(xiàn),他可能會(huì)問這樣的問題:
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這個(gè)語言的“變量定義”是什么語法,需要“聲明類型”嗎,還是可以用“類型推導(dǎo)”?
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它的“類型”是什么語法?是否支持“泛型”?泛型的 “variance” 如何表達(dá)?
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這個(gè)語言的“函數(shù)”是什么語法,“函數(shù)調(diào)用”是什么語法,可否使用“缺省參數(shù)”?
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……
注意到了嗎?上面每一個(gè)引號(hào)里面的內(nèi)容,都是一種語言特性(或者叫概念)。
這些概念可以存在于任何的語言里面,雖然語法可能不一樣,它們的本質(zhì)都是一樣的。
比如,有些語言的參數(shù)類型寫在變量前面,有些寫在后面,有些中間隔了一個(gè)冒號(hào),有些沒有。
這些實(shí)際問題都是隨著寫實(shí)際的代碼,解決手頭的問題,自然而然帶出來的,而不是一開頭就抱著語言手冊(cè)看得仔仔細(xì)細(xì)。
因?yàn)檎莆樟苏Z言特性的人都知道,自己需要的特性,在任何語言里面一定有對(duì)應(yīng)的表達(dá)方式。
如果沒有直接的方式表達(dá),那么一定有某種“繞過方式”。
如果有直接的表達(dá)方式,那么它只是語法稍微有所不同而已。
所以,他是帶著問題找特性,就像查字典一樣,而不是被淹沒于大部頭的手冊(cè)里面,昏昏欲睡一個(gè)月才開始寫代碼。
掌握了通用的語言特性,剩下的就只剩某些語言“特有”的特性了。
研究語言的人都知道,要設(shè)計(jì)出新的,好的,無害的特性,是非常困難的。
所以一般說來,一種好的語言,它所特有的新特性,終究不會(huì)超過一兩種。
如果有個(gè)語言號(hào)稱自己有超過 5 種新特性,那你就得小心了,因?yàn)樗鼈儙淼暮涂赡懿皇莾?yōu)勢(shì),而是災(zāi)難!
同樣的道理,最好的語言研究者,往往不是某種語言的設(shè)計(jì)者,而是某種關(guān)鍵語言特性的設(shè)計(jì)者(或者支持者)。
舉個(gè)例子,著名的計(jì)算機(jī)科學(xué)家 Dijkstra 就是“遞歸”的強(qiáng)烈支持者。現(xiàn)在的語言里面都有遞歸,然而你可能不知道,早期的程序語言是不支持遞歸的。
直到 Dijkstra 強(qiáng)烈要求 Algol 60 委員會(huì)加入對(duì)遞歸的支持,這個(gè)局面才改變了。Tony Hoare 也是語言特性設(shè)計(jì)者。
他設(shè)計(jì)了幾個(gè)重要的語言特性,卻沒有設(shè)計(jì)過任何語言。另外大家不要忘了,有個(gè)語言專家叫王垠,他是早期 union type 的支持者和實(shí)現(xiàn)者,也是 checked exception 特性的支持者,他在自己的博文里指出了 checked exception 和 union type 之間的關(guān)系 :P
很多人盲目的崇拜語言設(shè)計(jì)者,只要聽到有人設(shè)計(jì)(或者美其民曰“發(fā)明”)了一個(gè)語言,就熱血沸騰,佩服的五體投地。
他們卻沒有理解,其實(shí)所有的程序語言,不過是像 Dell,聯(lián)想一樣的“組裝機(jī)”。
語言特性的設(shè)計(jì)者,才是像 Intel,AMD,ARM,Qualcomm 那樣核心技術(shù)的創(chuàng)造者。
合理的入門語言
所以初學(xué)者要想事半功倍,就應(yīng)該從一種“合理”的,沒有明顯嚴(yán)重問題的語言出發(fā),掌握最關(guān)鍵的語言特性,然后由此把這些概念應(yīng)用到其它語言。
哪些是合理的入門語言呢?我個(gè)人覺得這些語言都可以用來入門:
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Scheme
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C
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Java
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Python
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JavaScript
那么相比之下,我不推薦用哪些語言入門呢?
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Shell
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PowerShell
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AWK
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Perl
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PHP
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Basic
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Go
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Rust
總的說來,你不應(yīng)該使用所謂“腳本語言”作為入門語言,特別是那些源于早期 Unix 系統(tǒng)的腳本語言工具。
PowerShell 雖然比 Unix 的 Shell 有所進(jìn)步,然而它仍然沒有擺脫腳本語言的根本問題——他們的設(shè)計(jì)者不知道他們自己在干什么 :P
采用腳本語言學(xué)編程,一個(gè)很嚴(yán)重的問題就是使得學(xué)習(xí)者抓不住關(guān)鍵。
腳本語言往往把一些系統(tǒng)工具性質(zhì)的東西(比如正則表達(dá)式,Web 概念)加入到語法里面,導(dǎo)致初學(xué)者為它們浪費(fèi)太多時(shí)間,卻沒有理解編程最關(guān)鍵的概念:變量,函數(shù),遞歸,類型……
不推薦 Go 語言的原因類似,雖然 Go 語言不算腳本語言,然而他的設(shè)計(jì)者顯然不明白自己在干什么。所以使用 Go 語言來學(xué)編程,你不能專注于最關(guān)鍵,最好的語言特性。
同樣的,我不覺得 Rust 適合作為入門語言。Rust 花了太大精力來夸耀它的“新特性”,而這些新特性不但不是最關(guān)鍵的部分,而且很多是有問題的。初學(xué)者過早的關(guān)注這些特性,不僅學(xué)不會(huì)最關(guān)鍵的編程思想,而且可能誤入歧途。
掌握關(guān)鍵語言特性,忽略次要特性
為了達(dá)到我之前提到的融會(huì)貫通,一通百通的效果,初學(xué)者應(yīng)該專注于語言里面最關(guān)鍵的特性,而不是被次要的特性分心。
舉個(gè)夸張點(diǎn)的例子。
我發(fā)現(xiàn)很多編程培訓(xùn)班和野雞大學(xué)的編程入門課,往往一來就教學(xué)生如何使用printf 打印“Hello World!”,進(jìn)而要他們記憶
printf 的各種“格式字符”的意義,要他們實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜格式的打印輸出,甚至要求打印到文本文件里,然后再讀出來……
可是殊不知,這種輸出輸入操作其實(shí)根本不算是語言的一部分,而且對(duì)于掌握編程的核心概念來說,都是次要的。
有些人的 Java 課程進(jìn)行了好幾個(gè)星期,居然還在布置各種
printf 的作業(yè)。學(xué)生寫出幾百行的 printf,卻不理解變量和函數(shù)是什么,甚至連算術(shù)語句和循環(huán)語句都不知道怎么用!
這就是為什么很多初學(xué)者感覺編程很難,我連
%d,
%f,
%.2f 的含義都記不住,還怎么學(xué)編程!
然而這些野雞大學(xué)的“教授”頭銜是如此的洗腦,以至于被他們教過的學(xué)生(比如我女朋友)到我這里請(qǐng)教,居然罵我凈教一些沒用的東西,學(xué)了連
printf 的作業(yè)都沒法完成 :P
你別跟我講
for 循環(huán),函數(shù)什么的了…… 可不可以等幾個(gè)月,等我背熟了
printf的用法再學(xué)那些???
所以你就發(fā)現(xiàn)一旦被差勁的老師教過,這個(gè)程序員基本就毀了。就算遇到好的老師,他們也很難糾正過來。
當(dāng)然這是一個(gè)夸張的例子,因?yàn)?printf 根本不算是語言特性,但這個(gè)例子從同樣的角度說明了次要膚淺的語言特性帶來的問題。
這里舉一些次要語言特性的例子:
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C 語言的語句塊,如果里面只有一條語句,可以不打花括號(hào)。
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Go 語言的函數(shù)參數(shù)類型如果一樣可以合并在一起寫,比如
func foo(s string, x, y, z int, c bool) { … }
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Perl 把正則表達(dá)式作為語言的一種特殊語法
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JavaScript 語句可以在某些時(shí)候省略句尾的分號(hào)
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Haskell 和 ML 等語言的 currying
自己動(dòng)手實(shí)現(xiàn)語言特性
在基本學(xué)會(huì)了各種語言特性,能用它們來寫代碼之后,下一步的進(jìn)階就是去實(shí)現(xiàn)它們。
只有實(shí)現(xiàn)了各種語言特性,你才能完全地?fù)碛兴鼈?,成為它們的主人。否則你就只是它們的使用者,你會(huì)被語言的設(shè)計(jì)者牽著鼻子走。
有個(gè)大師說得好,完全理解一種語言最好的方法就是自己動(dòng)手實(shí)現(xiàn)它,也就是自己寫一個(gè)解釋器來實(shí)現(xiàn)它的語義。
但我覺得這句話應(yīng)該稍微修改一下:完全理解一種“語言特性”最好的方法就是自己親自實(shí)現(xiàn)它。
注意我在這里把“語言”改為了“語言特性”。你并不需要實(shí)現(xiàn)整個(gè)語言來達(dá)到這個(gè)目的,因?yàn)槲覀冏罱K使用的是語言特性。
只要你自己實(shí)現(xiàn)了一種語言特性,你就能理解這個(gè)特性在任何語言里的實(shí)現(xiàn)方式和用法。
舉個(gè)例子,學(xué)習(xí) SICP 的時(shí)候,大家都會(huì)親自用 Scheme 實(shí)現(xiàn)一個(gè)面向?qū)ο笙到y(tǒng)。
用 Scheme 實(shí)現(xiàn)的面向?qū)ο笙到y(tǒng),跟 Java,C++,Python 之類的語言語法相去甚遠(yuǎn),然而它卻能幫助你理解任何這些 OOP 語言里面的“面向?qū)ο蟆边@一概念,它甚至能幫助你理解各種面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)的差異。
這種效果是你直接學(xué)習(xí) OOP 語言得不到的,因?yàn)樵趯W(xué)習(xí) Java,C++,Python 之類語言的時(shí)候,你只是一個(gè)用戶,而用 Scheme 自己動(dòng)手實(shí)現(xiàn)了 OO 系統(tǒng)之后,你成為了一個(gè)創(chuàng)造者。
類似的特性還包括類型推導(dǎo),類型檢查,惰性求值,如此等等。
我實(shí)現(xiàn)過幾乎所有的語言特性,所以任何語言在我的面前,都是可以被任意拆卸組裝的玩具,而不再是凌駕于我之上的神圣。
總結(jié)
寫了這么多,重要的話重復(fù)三遍:語言特性,語言特性,語言特性,語言特性!
不管是初學(xué)者還是資深程序員,應(yīng)該專注于語言特性,而不是糾結(jié)于整個(gè)的“語言品牌”。
只有這樣才能達(dá)到融會(huì)貫通,拿起任何語言幾乎立即就會(huì)用,并且寫出高質(zhì)量的代碼。
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