语言与范式的映射

Question

我最近读了埃里克·史蒂文·雷蒙德的文章《如何成为黑客》，他提到学习五种关键语言（他推荐Python、C/C++、Lisp、Java和Perl）是掌握当今主要编程范式的好方法。

他的建议是，程序员具体会哪些语言并不那么重要。更重要的是要了解不同的编程方法，原因有两个。

第一个原因是，一旦你掌握了处理问题的一般方法，学习一门新语言就变得很简单。

第二个原因是，没有一种语言是最好的——每种语言都有其优缺点。了解在特定问题下应该选择哪种类型的语言是最理想的。这正是我最感兴趣的，但我在区分他推荐的五种语言时遇到了困难。它们之间似乎有很多重叠。

所以我具体想问的是，关于这五种语言，它们各自的编程范式是什么？并举一个它们最适合解决的问题的例子。

一个示例答案（我不确定这个答案是否正确）：

Perl
- mainly a functional language
- great for quick text substitutions in multiple files from the command line.

我发现还有一些类似的问题，但我特别想了解这五种语言。我只是想要一个起点，不需要太详细的内容。提前谢谢你！

Answer 1

ESR选择编程语言不仅仅是看它们的编程风格，还考虑它们的实际用途，每种语言都有它的代表性：

1. C/C++：系统编程语言（底层）
2. Lisp：函数式编程（启蒙）
3. Java：面向对象（框架）
4. Perl：更好的脚本语言（管理员）
5. Python：因为是Python，当然啦。（乐园 -- http://xkcd.com/353/）

说得更严肃一点，Python是最好设计的语言；它的所有特性都非常协调，形成了一种干净、设计良好且易于学习的语言，不是那种玩具语言。它是一种多功能、全面的通用语言，几乎可以在任何场合使用：桌面应用、网页应用、嵌入式脚本、系统管理等等，从最简单的一行代码到成千上万行代码都有。它的亮点就是语言本身的设计。就我所知，没有其他语言能和它相提并论。

Perl代表了一类用于脚本编写或任务自动化的语言，你需要调用一系列程序，对它们的输出进行一些处理，然后将结果作为另一个程序的输入。这个类别的其他语言是bash，但bash缺乏perl那种强大的字符串处理能力（别开始说bash可以调用perl或sed或awk）。

Java代表了一类在行业中广泛使用的语言，投入了大量的时间和金钱。因为它们无处不在，所以几乎任何问题都有丰富的库和框架可以使用；如果你能想到一个问题，很可能这个问题已经被别人解决了，他们也写了相应的库。一个黑客应该了解这些语言，因为如果能避免写代码（或者少写代码），会提高工作效率。这个类别的其他语言/框架包括.NET、Django、RoR。

Lisp代表了函数式编程风格。懂得如何用函数式思维来编程有很多好处，这里就不再重复了。此外，Lisp有非常强大的元编程特性，这几乎是Lisp独有的。这个类别的其他语言（函数式，而不是元编程）包括Haskell、Scheme、Clojure、F#等。

C/C++代表了用于编写操作系统内核、设备驱动程序和对速度要求高的代码的低级语言。这类语言的语义接近底层硬件（尤其是C，C++则稍微弱一些），一个黑客应该知道CPU是如何工作的，否则他不能称自己为黑客。这个类别的其他语言是汇编语言，但我认为即使是ESR也同意汇编语言太底层，无法做任何有生产力的事情。

虽然他提到的许多语言有很多重叠之处（例如Python、C++、Perl都支持面向对象编程）；但每类语言都有自己独特的亮点。

就我个人而言，如果有机会再加一种语言，我会选择PHP。网页应用越来越普遍。PHP代表了一类用于网页应用的语言，这个类别的其他语言包括JSP、ColdFusion等。

总之，一个黑客是一个：

1. 了解计算机底层工作原理的人
2. 懂得如何进行抽象思考的人
3. 知道如何恰当地使用框架的人
4. 会管理自己系统的人
5. 懂得设计好语言的人

Answer 2

如果可以的话，去一个能让你接触多种编程语言的学校。

• Python：这是一种多范式的语言，主要关注面向对象和基于多态的通用编程。
• C/C++：这其实是两种不同的语言。把它们放在一起说是因为ESR的实用主义。
  • C：经典的命令式语言。
  • C++：也是多范式的，主要关注面向对象和基于模板的通用编程。
• Emacs Lisp：这个已经过时了，建议学习Haskell、Clojure、OCaml或Scheme。这是一种函数式语言。
• Java：经典的面向对象语言，设计上注重可靠性。但这对你学习其他东西没有帮助。
• Perl：为了你好，别学Perl。它没有明确的编程范式，写出好的代码很难。可以试试Awk。

ESR并不太接地气。他是个著名的哲学家，但他写过什么重要的代码呢？

想要学习现在流行的编程范式，最简单的方法就是参与任何一个现代项目。现在流行的范式最容易接触到。不过，试图“学习”像C++或Java这样复杂的语言，只会让人感到困惑。每种语言都有其深度，需要通过实际项目来掌握。你不能只是坐下来就能学会。

不过，写一些简单的项目还是很有价值的，比如：

• 一些函数式语言（我学校用的是OCaml，学起来很简单）
• 汇编代码（用一个真正的汇编器，而不是GNU as，因为它不适合人用）
  • 或者一个极其轻量的系统，比如Forth
• 一个（相对）简单的文本处理语言，比如Awk
• 一个逻辑求解器，比如Prolog（感谢@Thorbjørn！）

嗯，我能想到的就这些。总之，编程范式是用来解决问题的，重要的是要解决一个问题，这样才能引导你形成特定的思维方式，而不是找一种语言来强行把每个问题都套进一个特定的框架里。

Answer 3

我觉得你可能理解错了。正如esr自己所说，重要的不是语言，而是范式。所以当你说

1. Perl是一种函数式语言
2. 它非常适合从命令行快速替换多个文件中的文本

你其实忽略了函数式语言的一个主要特点，那就是它们非常适合用自下而上的方法构建大型系统：通过解决一系列（精心挑选的）小问题，利用设计良好的函数，直到我们拥有一个完整的系统。我们通过识别所用算法的共同点，使用高阶函数来减少代码重复。我们通过高阶函数来创造出仅在特定情况下需要的函数，从而减少（明显的）分支行为。

同样，我也可以说

1. Java主要是一种面向对象的语言
2. 它适合编写大型、稳健的系统，

但这也忽略了面向对象语言的一个关键点，那就是它们是用代码来建模问题领域中的概念，这样我们就能清晰地以命令式的方式解决当前的问题。我们通过识别相关概念的共同点，封装处理这些共同点的代码到一个描述它们的类中，从而减少代码重复。我们通过为一个抽象提供不同的子类，赋予它们适当不同的行为，从而减少（明显的）分支行为。

总的来说，编程语言及其相关范式的基本点在于

• 让你不必考虑那些不影响最终程序质量的事情。如果这不是一个（在很大程度上）理想的目标，那我们就都在写机器代码了。

• 这通过（其中之一）提供一套构建抽象的工具来实现。

多看看，挑一个你喜欢的，努力学好它。只要确保你了解其他语言在某些情况下能提供更好的解决方案（这可能意味着你最终也要学好它们；）。我认为“好的解决方案”主要可以理解为“代码与想法之间的清晰映射”。（当然，效率问题可能会迫使你使用像C这样的语言）