冒號和他的學生們
——程序員提高班紀事
16．動態(tài)語言
Freedom is not free ——Kelly Strong
嘆號急不可耐地問：“現(xiàn)在可以談動態(tài)語言了吧？”
冒號感言：“曾幾何時，動態(tài)語言還只是陪太子讀書的角色，那時候它們的名字是‘腳本語言’。近來卻迅速崛起，儼然有與靜態(tài)語言分庭抗禮之勢。”
問號忍不住問道：“動態(tài)語言與腳本語言是一回事嗎？”
“相比動態(tài)語言定義上的模糊，腳本語言的概念還是比較明確的。”冒號回避直接給出答案，“腳本（script）的提法，是為了區(qū)別于一般的程序（program）。Perl的發(fā)明者Larry Wall不愧為語言學家，對此有一個精彩的說法：‘A
script is what you give the actors, a program is what you give the audience’。直譯為：腳本是給演員看的，節(jié)目是給觀眾看的。此言妙在一語雙關——program兼有‘節(jié)目’和‘程序’的意思。”
句號領會：“這里的演員指的是程序員，觀眾指的是用戶。換言之，程序是為終端用戶服務的，而腳本是為程序員服務的。”
“正解！”冒號肯定道，“腳本最常見的形式是殼腳本（shell
script），在非Unix類的操作系統(tǒng)中也稱為批處理文件（batch file）。”
“批處理文件倒是很熟悉，殼腳本聽起來就怪怪的。”逗號嘀咕著。
“那是因為你在Windows的世界里長大，聽不慣Unix的方言。”冒號一語道破緣由，“操作系統(tǒng)的內(nèi)核稱為核（kernel），出于安全考慮不便直接與用戶交互，因此裹上一層殼（shell），即人們常說的命令行解釋器（command
line interpreter）。殼腳本是在殼上運行的腳本，擴展了命令行下可執(zhí)行的命令。它最初主要是內(nèi)建（built-in）命令的組合，用于系統(tǒng)程序的調(diào)度，是系統(tǒng)管理員的必備武器。其后，殼腳本也發(fā)展到用于應用程序的調(diào)度、連接、調(diào)試等，成為粘合（glue）語言。”
逗號不禁有些疑問：“難道一般的程序語言如C之類的不能作此用嗎？”
引號回應道：“這些語言通常需要‘編寫－編譯－鏈接－運行’的過程，十分繁瑣。腳本語言編寫后即可運行，快捷方便得多。”
冒號點點頭：“不錯，既然腳本主要用于整合其他程序，本身并不占用太多的資源，同時邏輯也不太復雜，因此腳本語言注重簡潔、實用，語法要求不那么嚴格，性能上的要求也不高。除殼腳本外，還有一些專用于文本處理（Text
Processing）的語言或工具如AWK、sed和grep等，多用于讀寫配置文件和日志文件、過濾處理各種程序的輸入和輸出，對于整合各種程序也非常實用。隨著對腳本語言需求的增長，其局限性日益突出，Perl之類的高級腳本語言便應運而生了。Perl在殼腳本、AWK、sed的基礎上，融合了命令式的C與函數(shù)式的Lisp的特征，漸漸成為最流行的腳本語言之一。”
問號注意到：“Javascript是瀏覽器端的腳本，來路似乎有些不同。”
冒號解釋道：“除了命令行程序外，腳本語言在其他的應用程序中也身影頻現(xiàn)，如圖形界面應用、多媒體應用、網(wǎng)絡應用等。尤其是網(wǎng)絡應用，成為滋生和繁榮腳本語言最肥沃的土壤。例如：Perl非常廣泛地用于網(wǎng)絡服務器端的CGI編程；PHP更是專為動態(tài)網(wǎng)頁而設計的語言；Ruby雖與Java同歲，但真正開始風行得益于網(wǎng)絡應用框架Ruby on
Rails的成功；至于Javascript，長期被邊緣化為網(wǎng)頁設計人員的語言，是web2.0的新寵AJAX真正將其帶入程序員的視線。”
逗號有些好奇：“什么時候腳本語言變成了動態(tài)語言呢？”
“不是所有的腳本語言都能稱作動態(tài)語言的，盡管后者并無確切的定義。”冒號回答，“從用途上看，一個腳本語言如果不再局限于命令行工具和粘合工具，從專用語言發(fā)展為通用語言，并能勝任復雜的應用開發(fā)，或許更有資格歸為動態(tài)語言。”
句號發(fā)現(xiàn)：“動態(tài)語言似乎對字符處理都特別擅長。”
冒號道：“腳本語言與一般程序一個不同之處是，它一般是面向字符而非數(shù)值的，因為字符是最通用的接口，正好發(fā)揮其粘合作用，而數(shù)值運算對性能要求較高，多由核心程序來完成。動態(tài)語言繼承了這個特點，并且除了正則表達式（Regular
Expression）外，為字符串、數(shù)組、映射等常用結構提供了豐富簡潔的運算，遠比靜態(tài)語言依賴于庫（library）的方便得多。”
嘆號問：“我們清楚了腳本語言中‘腳本’的來歷，那動態(tài)語言中‘動態(tài)’又體現(xiàn)在何處呢？”
“問得好！”冒號聞言，正中下懷，“從用法上看，動態(tài)語言能在運行中增加或改變數(shù)據(jù)結構、函數(shù)定義、對象行為或指令流程等，具有典型的動態(tài)特征。相比而言，靜態(tài)語言雖然也能實現(xiàn)同樣的效果，但既不方便也不自然。此外不容忽視的一點是，動態(tài)語言大多是開源的，其本身的發(fā)展也更具動態(tài)性。”
引號非常注重理論：“動態(tài)語言的語法特征有那些？”
“動態(tài)語言秉承的一個理念是：優(yōu)化人的時間而不是機器的時間，因此為提高人的生產(chǎn)率而不惜犧牲部分的程序性能。”冒號講述著，“從語法上看，動態(tài)語言對類型的要求一般不如靜態(tài)語言那么嚴格，代碼更加簡潔自由，故而多為動態(tài)類型的和弱類型的，天然支持泛型式編程。當然這不是絕對的，比如Groovy也支持靜態(tài)類型，Python一般認為是強類型的。大多數(shù)動態(tài)語言支持eval函數(shù)，能動態(tài)執(zhí)行任意字符串形式的代碼，天然支持元編程。動態(tài)語言很多還支持包括高階函數(shù)（high-order
function）和閉包（closure）等在內(nèi)的函數(shù)式編程。此外，大多動態(tài)語言也支持對象式編程，如Python、Ruby、Perl 5、PHP
3等。”
句號補充道：“許多動態(tài)語言還支持過程式編程和并發(fā)式編程，簡直把主要的編程范式一網(wǎng)打盡了！”
“其實Python、Ruby和Groovy等還可以進行切面式編程。”冒號進一步指出，“而邏輯式編程語言的代表Prolog，同樣有動態(tài)語言的特征。”
引號高興地看到：“前面講的八大范式無一漏網(wǎng)啊！”
嘆號較為感性：“靜態(tài)語言給人的感覺是沉穩(wěn)持重，而動態(tài)語言則活潑輕快。如果同時用靜態(tài)語言和動態(tài)語言編程，豈不培養(yǎng)出雙重人格？”
“程序員本就是雙重人格的。”冒號淡淡地說，“你總結得沒錯，兩類語言的風格的確大相異趣：待靜態(tài)語言披盔戴甲、備馬抬槍之際，動態(tài)語言已衣袂飄飄，長劍出手了。當然如果是應付強敵的長期作戰(zhàn)，靜態(tài)語言還是有優(yōu)勢的。”
引號聽聲辨音：“這意味著動態(tài)語言不適用大型應用開發(fā)嗎？“
“這么說未免有些武斷。”冒號并不同意，“誠然，動態(tài)語言的語法比較寬松，相對容易出錯。但也有人辯稱，動態(tài)語言的代碼量少于相應的靜態(tài)語言，bug應該更少。有人認為動態(tài)語言調(diào)試不如靜態(tài)語言方便，有人卻說隨著IDE的日益強大，出錯幾率和找錯成本也在減少。談到運行效率，動態(tài)語言雖然多為解釋型語言（Interpreted
Language），但許多也提供了與Java類似的字節(jié)碼編譯（bytecode compilation）甚至JIT編譯(Just-in-time compilation)。動態(tài)語言在某方面甚至還更勝一籌：譬如一個類的接口如果發(fā)生變動，在靜態(tài)語言中所有該類的子類必須重新編譯、連接，這在大型應用中是非常耗時的，而動態(tài)語言則大可不必，其實這不足為奇——在它眼里類本來就是能動態(tài)改變的。”
逗號開始擔憂起來：“動態(tài)語言優(yōu)點突出而弱點并不突出，這樣下去靜態(tài)語言還有市場嗎？”
冒號坦然道：“動態(tài)語言小快靈的風格的確吸引了越來越多人的注意，也漸漸走入靜態(tài)語言的世界。Java平臺和.Net平臺不僅為Ruby和Python等動態(tài)語言鋪設了跑道，而且為培植諸如Groovy等動態(tài)語言提供了土壤。同時，Java和C#本身也融進了越來越多的動態(tài)特征。”
句號斷言：“靜態(tài)語言這種融合性以及內(nèi)在的安全性和高效性，決定了它不可能被動態(tài)語言完全取代。”
“對！”冒號堅定地說，“當腳本語言穿上動態(tài)語言的彩衣，昔日不起眼的毛毛蟲便羽化成碟，開始飄舞在眾人追逐的目光之中。但靜態(tài)語言也絕不會淡出人們的視線，它如矯健的蒼鷹，依然有搏擊長空的雄力。程序員只要保持嚴謹?shù)淖黠L和開放的心態(tài)，既有穩(wěn)如泰山的馬步，又有一躍凌空的飛腿，靜如處子，動如脫兔，如履平地般游走于高高的梅花樁上，絕無跌落之虞。”
一股豪情在眾人心中蕩漾開來。
冒號看了看時間，斂起眼中精光：“關于動態(tài)語言，我們簡單談到這里，下課！”