冒号和他的学生们

——程序员提高班纪事

16．动态语言

Freedom is not free                                                         ——Kelly Strong

摘要：           动态语言简谈

叹号急不可耐地问：“现在可以谈动态语言了吧？”

冒号感言：“曾几何时，动态语言还只是陪太子读书的角色，那时候它们的名字是‘脚本语言’。近来却迅速崛起，俨然有与静态语言分庭抗礼之势。”

问号忍不住问道：“动态语言与脚本语言是一回事吗？”

“相比动态语言定义上的模糊，脚本语言的概念还是比较明确的。”冒号回避直接给出答案，“脚本（script）的提法，是为了区别于一般的程序（program）。Perl的发明者Larry Wall不愧为语言学家，对此有一个精彩的说法：‘A script. is what you give the actors, a program is what you give the audience’。直译为：脚本是给演员看的，节目是给观众看的。此言妙在一语双关——program兼有‘节目’和‘程序’的意思。”

句号领会：“这里的演员指的是程序员，观众指的是用户。换言之，程序是为终端用户服务的，而脚本是为程序员服务的。”

“正解！”冒号肯定道，“脚本最常见的形式是壳脚本（shell script），在非Unix类的操作系统中也称为批处理文件（batch file）。”

“批处理文件倒是很熟悉，壳脚本听起来就怪怪的。”逗号嘀咕着。

“那是因为你在Windows的世界里长大，听不惯Unix的方言。”冒号一语道破缘由，“操作系统的内核称为核（kernel），出于安全考虑不便直接与用户交互，因此裹上一层壳（shell），即人们常说的命令行解释器（command line interpreter）。壳脚本是在壳上运行的脚本，扩展了命令行下可执行的命令。它最初主要是内建（built-in）命令的组合，用于系统程序的调度，是系统管理员的必备武器。其后，壳脚本也发展到用于应用程序的调度、连接、调试等，成为粘合（glue）语言。”

逗号不禁有些疑问：“难道一般的程序语言如C之类的不能作此用吗？”

引号回应道：“这些语言通常需要‘编写－编译－链接－运行’的过程，十分繁琐。脚本语言编写后即可运行，快捷方便得多。”

冒号点点头：“不错，既然脚本主要用于整合其他程序，本身并不占用太多的资源，同时逻辑也不太复杂，因此脚本语言注重简洁、实用，语法要求不那么严格，性能上的要求也不高。除壳脚本外，还有一些专用于文本处理（Text Processing）的语言或工具如AWK、sed和grep等，多用于读写配置文件和日志文件、过滤处理各种程序的输入和输出，对于整合各种程序也非常实用。随着对脚本语言需求的增长，其局限性日益突出，Perl之类的高级脚本语言便应运而生了。Perl在壳脚本、AWK、sed的基础上，融合了命令式的C与函数式的Lisp的特征，渐渐成为最流行的脚本语言之一。”

问号注意到：“Javascript是浏览器端的脚本，来路似乎有些不同。”

冒号解释道：“除了命令行程序外，脚本语言在其他的应用程序中也身影频现，如图形界面应用、多媒体应用、网络应用等。尤其是网络应用，成为滋生和繁荣脚本语言最肥沃的土壤。例如：Perl非常广泛地用于网络服务器端的CGI编程；PHP更是专为动态网页而设计的语言；Ruby虽与Java同岁，但真正开始风行得益于网络应用框架Ruby on Rails的成功；至于Javascript，长期被边缘化为网页设计人员的语言，是web2.0的新宠AJAX真正将其带入程序员的视线。”

逗号有些好奇：“什么时候脚本语言变成了动态语言呢？”

“不是所有的脚本语言都能称作动态语言的，尽管后者并无确切的定义。”冒号回答，“从用途上看，一个脚本语言如果不再局限于命令行工具和粘合工具，从专用语言发展为通用语言，并能胜任复杂的应用开发，或许更有资格归为动态语言。”

句号发现：“动态语言似乎对字符处理都特别擅长。”

冒号道：“脚本语言与一般程序一个不同之处是，它一般是面向字符而非数值的，因为字符是最通用的接口，正好发挥其粘合作用，而数值运算对性能要求较高，多由核心程序来完成。动态语言继承了这个特点，并且除了正则表达式（Regular Expression）外，为字符串、数组、映射等常用结构提供了丰富简洁的运算，远比静态语言依赖于库（library）的方便得多。”

叹号问：“我们清楚了脚本语言中‘脚本’的来历，那动态语言中‘动态’又体现在何处呢？”

“问得好！”冒号闻言，正中下怀，“从用法上看，动态语言能在运行中增加或改变数据结构、函数定义、对象行为或指令流程等，具有典型的动态特征。相比而言，静态语言虽然也能实现同样的效果，但既不方便也不自然。此外不容忽视的一点是，动态语言大多是开源的，其本身的发展也更具动态性。”

引号非常注重理论：“动态语言的语法特征有那些？”

“动态语言秉承的一个理念是：优化人的时间而不是机器的时间，因此为提高人的生产率而不惜牺牲部分的程序性能。”冒号讲述着，“从语法上看，动态语言对类型的要求一般不如静态语言那么严格，代码更加简洁自由，故而多为动态类型的和弱类型的，天然支持泛型式编程。当然这不是绝对的，比如Groovy也支持静态类型，Python一般认为是强类型的。大多数动态语言支持eval函数，能动态执行任意字符串形式的代码，天然支持元编程。动态语言很多还支持包括高阶函数（high-order function）和闭包（closure）等在内的函数式编程。此外，大多动态语言也支持对象式编程，如Python、Ruby、Perl 5、PHP 3等。”

句号补充道：“许多动态语言还支持过程式编程和并发式编程，简直把主要的编程范式一网打尽了！”

“其实Python、Ruby和Groovy等还可以进行切面式编程。”冒号进一步指出，“而逻辑式编程语言的代表Prolog，同样有动态语言的特征。”

引号高兴地看到：“前面讲的八大范式无一漏网啊！”

叹号较为感性：“静态语言给人的感觉是沉稳持重，而动态语言则活泼轻快。如果同时用静态语言和动态语言编程，岂不培养出双重人格？”

“程序员本就是双重人格的。”冒号淡淡地说，“你总结得没错，两类语言的风格的确大相异趣：待静态语言披盔戴甲、备马抬枪之际，动态语言已衣袂飘飘，长剑出手了。当然如果是应付强敌的长期作战，静态语言还是有优势的。”

引号听声辨音：“这意味着动态语言不适用大型应用开发吗？“

“这么说未免有些武断。”冒号并不同意，“诚然，动态语言的语法比较宽松，相对容易出错。但也有人辩称，动态语言的代码量少于相应的静态语言，bug应该更少。有人认为动态语言调试不如静态语言方便，有人却说随着IDE的日益强大，出错几率和找错成本也在减少。谈到运行效率，动态语言虽然多为解释型语言（Interpreted Language），但许多也提供了与Java类似的字节码编译（bytecode compilation）甚至JIT编译(Just-in-time compilation)。动态语言在某方面甚至还更胜一筹：譬如一个类的接口如果发生变动，在静态语言中所有该类的子类必须重新编译、连接，这在大型应用中是非常耗时的，而动态语言则大可不必，其实这不足为奇——在它眼里类本来就是能动态改变的。”

逗号开始担忧起来：“动态语言优点突出而弱点并不突出，这样下去静态语言还有市场吗？”

冒号坦然道：“动态语言小快灵的风格的确吸引了越来越多人的注意，也渐渐走入静态语言的世界。Java平台和.Net平台不仅为Ruby和Python等动态语言铺设了跑道，而且为培植诸如Groovy等动态语言提供了土壤。同时，Java和C#本身也融进了越来越多的动态特征。”

句号断言：“静态语言这种融合性以及内在的安全性和高效性，决定了它不可能被动态语言完全取代。”

“对！”冒号坚定地说，“当脚本语言穿上动态语言的彩衣，昔日不起眼的毛毛虫便羽化成碟，开始飘舞在众人追逐的目光之中。但静态语言也绝不会淡出人们的视线，它如矫健的苍鹰，依然有搏击长空的雄力。程序员只要保持严谨的作风和开放的心态，既有稳如泰山的马步，又有一跃凌空的飞腿，静如处子，动如脱兔，如履平地般游走于高高的梅花桩上，绝无跌落之虞。”

一股豪情在众人心中荡漾开来。

冒号看了看时间，敛起眼中精光：“关于动态语言，我们简单谈到这里，下课！”