本文主要是關(guān)于計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的相關(guān)介紹，并著重對(duì)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了詳盡的分析。

　　計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言

　　計(jì)算機(jī)語(yǔ)言包括機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言是用二進(jìn)制代碼表示的計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別和執(zhí)行的一種機(jī)器指令的集合。它是計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)者通過(guò)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)賦予計(jì)算機(jī)的操作功能，比如匯編語(yǔ)言（assembly language）。機(jī)器語(yǔ)言具有靈活、直接執(zhí)行和速度快等特點(diǎn)。高級(jí)語(yǔ)言比較容易識(shí)記和理解，像C B語(yǔ)言等。

　　語(yǔ)言匯總

　　工業(yè)編程語(yǔ)言：A+ | Ada | 匯編語(yǔ)言| B |Brain***| C | C++ |C++/CLI| Cg | COBOL | Eiffel | Erlang | FORTRAN | IronPython | Java | JRuby | Jython | LISP | Oberon |Objective-C|Ocaml| Pascal | Perl | Powerbuilder | Python | QBASIC | R | REXX | Ruby | Self | Smalltalk | SQL | Tcl/Tk | Visual Basic | PHP | C# | F# | J# |Visual Basic .NET|易語(yǔ)言

　　腳本編程語(yǔ)言：ActionScript | JavaScript | JScript |Nuva| PostScript | VBScript | lua

　　學(xué)術(shù)編程語(yǔ)言：APL/J | Haskell | Logo | ML |pascal|Prolog | Scheme | SAC

　　其他編程語(yǔ)言：ALGOL | BASIC| Clipper | Forth | Modula-2/Modula-3 | MUMPS | PL/I | Simula

　　語(yǔ)言發(fā)展

　　計(jì)算機(jī)主要是由兩大部分構(gòu)成的，硬件和軟件，硬件就不用解釋了，你的主機(jī)、顯示器等等都屬于硬件，但是光有硬件電腦是沒(méi)有辦法使用的，除非你拿機(jī)箱當(dāng)柜子用！呵呵！所以就必須有軟件支持！軟件又分為系統(tǒng)軟件，也就是你經(jīng)常用的操作系統(tǒng)，WIN XP，Win 2000等等！再就是通用軟件和應(yīng)用軟件。計(jì)算機(jī)語(yǔ)言也有一個(gè)發(fā)展過(guò)程，從最開(kāi)始的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，也就是011010111，那個(gè)時(shí)候編程恐怕是非常痛苦的事，因?yàn)槟阋獣?huì)用0和1表示一切！后來(lái)逐步發(fā)展，把一些常用的指令用英語(yǔ)單詞表示出來(lái)，形成了匯編語(yǔ)言，這個(gè)時(shí)候也是比較痛苦的，你要記住那些單詞的含義不說(shuō)，還必須告訴計(jì)算機(jī)每一步要怎么做，而計(jì)算機(jī)又是一個(gè)非常笨的東西，你掉一個(gè)步驟他就罷工！而且匯編語(yǔ)言的可移植性差，也就是說(shuō)你在這臺(tái)電腦上寫的程序到另一臺(tái)電腦上可能就不能用了。之后為了方便軟件移植，高級(jí)語(yǔ)言誕生了，高級(jí)語(yǔ)言不要求程序員掌握計(jì)算機(jī)的硬件運(yùn)行，只要寫好上層代碼，編譯軟件會(huì)將高級(jí)語(yǔ)言翻譯成匯編語(yǔ)言，然后再將匯編語(yǔ)言轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，從而在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行。因此，程序員使用高級(jí)語(yǔ)言寫得代碼可以移植到其他計(jì)算機(jī)執(zhí)行，而不用考慮計(jì)算機(jī)硬件的特性。

　　語(yǔ)言使用方向

　　想設(shè)計(jì)一款美觀的Web應(yīng)用

　　JavaScript可使網(wǎng)站看起來(lái)更棒，同時(shí)存在大量可兼容的框架，如Ember、Angular、Backbone等，它們都可以幫你組織、構(gòu)造兼容不同瀏覽器的Web應(yīng)用。目前，JavaScript正逐步成為主要的企業(yè)級(jí)編程語(yǔ)言。

　　JavaScript可在幾乎所有的瀏覽器上運(yùn)行，可同時(shí)用來(lái)編寫前端與后端服務(wù)。無(wú)論你開(kāi)發(fā)什么應(yīng)用，JavaScript是必須的語(yǔ)言，而你也不用考慮應(yīng)用采用的是何種后端技術(shù)。

　　需要快速開(kāi)發(fā)原型

　　如果你是設(shè)計(jì)師，想學(xué)習(xí)后端編程技術(shù)以測(cè)試應(yīng)用，那Ruby和Python將是不錯(cuò)的選擇。這兩門語(yǔ)言已入選2013年最流行工作技巧Top 5。

　　學(xué)習(xí)Python，可以利用Learn Python The Hard Way網(wǎng)站上的資源，學(xué)習(xí)Ruby，可以登陸Codecademy中的Ruby子欄目。

　　想構(gòu)建一個(gè)Android應(yīng)用

　　開(kāi)發(fā)Android應(yīng)用，最多使用Java語(yǔ)言。

　　你可以在Windows和Mac上開(kāi)發(fā)Android應(yīng)用，之后購(gòu)買廉價(jià)的設(shè)備來(lái)測(cè)試你的應(yīng)用。隨著Andriod正逐漸占領(lǐng)移動(dòng)市場(chǎng)，越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)者正選擇從Android開(kāi)始入手。

　　Udacity上免費(fèi)的JavaScript編程課程很適合初學(xué)者。一旦你掌握到Java，就可以登錄官方Android開(kāi)發(fā)者網(wǎng)站，學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建第一個(gè)Android項(xiàng)目。

　　想開(kāi)發(fā)一款iOS應(yīng)用

　　在Mac上，你可以使用Objective-C開(kāi)發(fā)可運(yùn)行于iPhone、iPad、iPod上的iOS應(yīng)用。與Android相比，iOS的碎片化程序更低，開(kāi)發(fā)者很容易創(chuàng)建通用的應(yīng)用。

　　除了Object-C，開(kāi)發(fā)iOS應(yīng)用還需要免費(fèi)工具Xcode和iOS軟件開(kāi)發(fā)工具包。你可以用Apple提供的開(kāi)發(fā)者教程，或登錄到Code School網(wǎng)站中的iOS子頻道學(xué)習(xí)iOS開(kāi)發(fā)。

　　計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的發(fā)展趨勢(shì)分析

　　程序設(shè)計(jì)離不開(kāi)編程語(yǔ)言，但是編程語(yǔ)言在國(guó)內(nèi)的大環(huán)境中似乎一直是個(gè)二等公民。國(guó)內(nèi)的計(jì)算機(jī)教育和工程培訓(xùn)，似乎一直在宣傳“語(yǔ)言不重要，重要的是思想”，“語(yǔ)言一通百通”等觀點(diǎn)，甚至在許多人眼中“語(yǔ)言的討論”完全是不入流的，但其實(shí)“編程語(yǔ)言”與“工具”、“框架”或是“開(kāi)發(fā)方法”等事物一樣，都對(duì)生產(chǎn)力有著重要的影響。事實(shí)上，語(yǔ)言的發(fā)展歷史比其他方面更為悠久，并且在過(guò)去十幾年，甚至最近幾年中都依然在不斷的碰撞，演變。期間一些新的語(yǔ)言誕生了，而另一些在當(dāng)時(shí)看來(lái)陽(yáng)春白雪的語(yǔ)言和編程范式也重新獲得了人們的重視。

　　Anders Hejlsberg是微軟的Technical Fellow，擔(dān)任C#編程語(yǔ)言的首席架構(gòu)師，也參與了.NET Framework，以及VB.NET和F#等語(yǔ)言的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。幾個(gè)月前，Anders在比利時(shí)的TechDays 2010及荷蘭DevDays 2010分別進(jìn)行了一場(chǎng)演講，闡述了他眼中對(duì)于編程語(yǔ)言的發(fā)展趨勢(shì)及未來(lái)方向，本文便對(duì)他的觀點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。

　　大約25到30年前，Anders開(kāi)發(fā)了著名的Turbo Pascal，這是一套集語(yǔ)言、編譯器及開(kāi)發(fā)工具于一體的產(chǎn)品，這也是Anders進(jìn)入編程語(yǔ)言這一領(lǐng)域的起點(diǎn)。Anders談到，如今的計(jì)算機(jī)和當(dāng)年他開(kāi)發(fā)的Turbo Pascal所用的Z-80已經(jīng)不可同日而語(yǔ)。從那時(shí)算起，如今的機(jī)器已經(jīng)有大約10萬(wàn)倍的外部存儲(chǔ)容量，1萬(wàn)倍的內(nèi)存大小，CPU速度也有大約1000倍的提高。但是，如果我們比較如今的Java代碼及當(dāng)年P(guān)ascal代碼，會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的差別其實(shí)并不大。Anders認(rèn)為編程語(yǔ)言的發(fā)展非常緩慢，期間當(dāng)然出現(xiàn)了一些東西，例如面向?qū)ο蟮鹊?，但是遠(yuǎn)沒(méi)有好上1000倍。事實(shí)上，近幾十年來(lái)的努力主要體現(xiàn)在框架及工具等方面（如下圖）。例如.NET Framework里有超過(guò)一萬(wàn)個(gè)類及十萬(wàn)個(gè)方法，與Turbo Pascal相比的確有了超過(guò)1000倍的增長(zhǎng)。同樣類似，現(xiàn)在的IDE包含了無(wú)數(shù)強(qiáng)大的功能，例如語(yǔ)法提示，重構(gòu)，調(diào)試器等等。與此相比，編程語(yǔ)言的改進(jìn)的確很不明顯。

　　在過(guò)去5、60年的編程歷史中，編程語(yǔ)言的抽象級(jí)別不斷提高，人們都在努力讓編程語(yǔ)言更有表現(xiàn)力，這樣我們可以用更少的代碼完成更多的工作。我們一開(kāi)始使用匯編，然后使用面向過(guò)程的語(yǔ)言（如Pascal和C），然后是面向?qū)ο笳Z(yǔ)言（如C++），隨后便進(jìn)入了托管時(shí)代，語(yǔ)言運(yùn)行于受托管的執(zhí)行環(huán)境上（如C#，Java），它們的主要特性有自動(dòng)的垃圾收集，類型安全等等。Anders認(rèn)為這樣的趨勢(shì)還會(huì)繼續(xù)保持下去，我們還會(huì)看到抽象級(jí)別越來(lái)越高的語(yǔ)言，而語(yǔ)言的設(shè)計(jì)者則必須理解并預(yù)測(cè)下一個(gè)抽象級(jí)別是什么樣子的。另一方面，如.NET，Java等框架的重要性提高了許多，編程語(yǔ)言往往都傾向于構(gòu)建于現(xiàn)有的工具上，而不會(huì)從頭寫起?，F(xiàn)在出現(xiàn)的編程語(yǔ)言，例如F#，以及Java領(lǐng)域的Scala，Clojure等等，它們都是基于現(xiàn)有框架構(gòu)建的，每次從頭開(kāi)始的代價(jià)實(shí)在太高。

　　在Anders眼中，如今影響力較大的趨勢(shì)主要有三種（如下圖），它們分別是“聲明式的編程風(fēng)格”（包括“領(lǐng)域特定語(yǔ)言”及“函數(shù)式編程”）、過(guò)去的五年非?；馃岬摹皠?dòng)態(tài)語(yǔ)言”（其最重要的方面便是“元編程”能力）以及多核環(huán)境下的“并發(fā)編程。此外隨著語(yǔ)言的發(fā)展，原本常用的“面向?qū)ο蟆闭Z(yǔ)言，“動(dòng)態(tài)語(yǔ)言”或是“函數(shù)式”等邊界也變得越來(lái)越模糊，例如各種主要的編程語(yǔ)言都受到函數(shù)式語(yǔ)言的影響。因此，“多范式”程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言也是一個(gè)愈發(fā)明顯的趨勢(shì)。

　　聲明式編程與DSL

　　目前常見(jiàn)的編程語(yǔ)言大都是命令式（Imperative）的，例如C#，Java或是C++等等。這些語(yǔ)言的特征在于，代碼里不僅表現(xiàn)了“做什么（What）”，而更多表現(xiàn)出“如何（How）完成工作”這樣的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，例如for循環(huán)，i += 1等等，甚至這部分細(xì)節(jié)會(huì)掩蓋了我們的“最終目標(biāo)”。在Anders看來(lái)，命令式編程通常會(huì)讓代碼變得十分冗余，更重要的是由于它提供了過(guò)于具體的指令，這樣執(zhí)行代碼的基礎(chǔ)設(shè)施（如CLR或JVM）沒(méi)有太多發(fā)揮空間，只能老老實(shí)實(shí)地根據(jù)指令一步步的向目標(biāo)前進(jìn)。例如，并行執(zhí)行程序會(huì)變得十分困難，因?yàn)橄瘛皥?zhí)行目的”這樣更高層次的信息已經(jīng)丟失了。因此，編程語(yǔ)言的趨勢(shì)之一，便是能讓代碼包含更多的“What”，而不是“How”，這樣執(zhí)行環(huán)境便可以更加聰明地去適應(yīng)當(dāng)前的執(zhí)行要求。

　　關(guān)于聲明式的編程風(fēng)格，Anders主要提出了兩個(gè)方面，第一個(gè)方面是DSL（Domain Specific Language，領(lǐng)域特定語(yǔ)言）。DSL不是什么新鮮的玩意兒，我們平時(shí)經(jīng)常接觸的SQL，CSS，正則表達(dá)式等等都屬于DSL。有的DSL可能更加專注于一個(gè)方面，例如Mathematica，LOGO等等。這些語(yǔ)言的目標(biāo)都是特定的領(lǐng)域，與之相對(duì)的則是GPPL（General Purpose Programming Language，通用目的編程語(yǔ)言）。Martin Fowler將DSL分為外部DSL及內(nèi)部DSL兩種。外部DSL有自己的特定語(yǔ)法、解析器和詞法分析器等等，它們往往是一種小型的編程語(yǔ)言，甚至不會(huì)像GPPL那樣需要源文件。與之相對(duì)的則是內(nèi)部DSL。內(nèi)部DSL其實(shí)更像是種別稱，它代表一類特別API及使用模式。

　　XSLT，SQL等等都可以算作是外部DSL。外部DSL一般會(huì)直接針對(duì)特定的領(lǐng)域設(shè)計(jì)，而不考慮其他方面。James Gosling曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：每個(gè)配置文件最終都會(huì)變成一門編程語(yǔ)言。一開(kāi)始您可能只會(huì)用它表示一點(diǎn)點(diǎn)東西，慢慢地您便會(huì)想要一些規(guī)則，而這些規(guī)則則變成了表達(dá)式，后來(lái)您可能還會(huì)定義變量，進(jìn)行條件判斷等等，而最終它就變成了一種奇怪的編程語(yǔ)言，這樣的情況屢見(jiàn)不鮮?，F(xiàn)在有一些公司也在關(guān)注DSL的開(kāi)發(fā)。例如以前在微軟工作的Charles Simonyi提出了Intentional Programming的概念，還有JetBrains公司提供的一個(gè)叫做MPS（Meta Programming System）的產(chǎn)品。最近微軟也提出了自己的Oslo項(xiàng)目，而在Eclipse世界里也有Xtext，所以其實(shí)如今在這方面也有不少人在嘗試。由于外部DSL的獨(dú)立性，在某些情況下也會(huì)出現(xiàn)特定的工具，輔助領(lǐng)域?qū)＜一蚴情_(kāi)發(fā)人員本身編寫DSL代碼。還有一些DSL會(huì)以XML方言的形式提出，利用XML方言的好處在于有不少現(xiàn)成的工具可用，這樣可以更快地定義自己的語(yǔ)法。

　　而內(nèi)部DSL，正像之前提到的那樣，它往往只是代表了一系列特別的API及使用模式，例如LINQ查詢語(yǔ)句及Ruby on Rails中的Active Record聲明代碼等等。內(nèi)部DSL可以使用一系列API來(lái)“偽裝”成一種DSL，它往往會(huì)利用一些“流暢化”的技巧，例如像jQuery那樣把一些方法通過(guò)“點(diǎn)”連接起來(lái)，而另一些也會(huì)利用元編程的方式。內(nèi)部DSL還有一些優(yōu)勢(shì)，例如可以訪問(wèn)語(yǔ)言中的代碼或變量，以及利用代碼補(bǔ)全，重構(gòu)等母語(yǔ)言的所有特性。

　　DSL的可讀性往往很高。例如，要篩選出單價(jià)大于20的產(chǎn)品，并對(duì)所屬種類進(jìn)行分組，并降序地列出每組的分類名稱及產(chǎn)品數(shù)量。如果是用命令式的編程方式，則可能是這樣的：

　　Dictionary《string， Grouping》 groups = new Dictionary《string， Grouping》（）;

　　foreach （Product p in products）

　　{

　　if （p.UnitPrice 》= 20）

　　{

　　if （！groups.ContainsKey（p.CategoryName））

　　{

　　Grouping r = new Grouping（）;

　　r.CategoryName = p.CategoryName;

　　r.ProductCount = 0;

　　groups［p.CategoryName］ = r;

　　}

　　groups［p.CategoryName］.ProductCount++;

　　}

　　}

　　List《Grouping》 result = new List《Grouping》（groups.Values）;

　　result.Sort（delegate（Grouping x， Grouping y）

　　{

　　return

　　x.ProductCount 》 y.ProductCount ？ -1 ：

　　x.ProductCount 《 y.ProductCount ？ 1 ：

　　0;

　　}）;

　　顯然這些代碼編寫起來(lái)需要一點(diǎn)時(shí)間，且很難直接看出它的真實(shí)目的，換言之“What”幾乎完全被“How”所代替了。這樣，一個(gè)新的程序員必須花費(fèi)一定時(shí)間才能理解這段代碼的目的。但如果使用LINQ，代碼便可以改寫成：

　　var result = products

　　.Where（p =》 p.UnitPrice 》= 20）

　　.GroupBy（p =》 p.CategoryName）

　　.OrderByDescending（g =》 g.Count（））

　　.Select（g =》 new { CategoryName = g.Key， ProductCount = g.Count（） }）;

　　這段代碼更加關(guān)注的是“What”而不是“How”，它不會(huì)明確地給出過(guò)濾的“操作方式”，也沒(méi)有涉及到創(chuàng)建字典這樣的細(xì)節(jié)。這段代碼還可以利用C# 3.0中內(nèi)置的DSL，即LINQ查詢語(yǔ)句來(lái)改寫：

　　var result =

　　from p in products

　　where p.UnitPrice 》= 20

　　group p by p.CategoryName into g

　　orderby g.Count（） descending

　　select new { CategoryName = g.Key， ProductCount = g.Count（） };

　　編譯器會(huì)簡(jiǎn)單地將LINQ差距語(yǔ)句轉(zhuǎn)化為前一種形式。這段代碼只是表現(xiàn)出最終的目的，而不是明確指定做事的方式，這樣便可以很容易地并行執(zhí)行這段代碼，如使用PINQ則幾乎不需要做出任何修改。

　　函數(shù)式編程

　　Anders提出的另一個(gè)重要的聲明式編程方式便是函數(shù)式編程。函數(shù)式編程歷史悠久，它幾乎和編程語(yǔ)言本身同時(shí)誕生，如當(dāng)年的LISP便是個(gè)函數(shù)式編程語(yǔ)言。除了LISP以外還有其他許多函數(shù)式編程語(yǔ)言，如APL、Haskell、ML等等。關(guān)于函數(shù)式編程在學(xué)術(shù)界已經(jīng)有過(guò)許多研究了，大約在5到10年前許多人開(kāi)始吸收和整理這些研究?jī)?nèi)容，想要把它們?nèi)谌敫鼮橥ㄓ玫木幊陶Z(yǔ)言?，F(xiàn)在的編程語(yǔ)言，如C#、Python、Ruby、Scala等等，它們都受到了函數(shù)式編程語(yǔ)言的影響。

　　使用命令式編程語(yǔ)言寫程序時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)編寫如x = x + 1這樣的語(yǔ)句，此時(shí)我們大量依賴的是可變狀態(tài)，或者說(shuō)是“變量”，它們的值可以隨程序運(yùn)行而改變。可變狀態(tài)非常強(qiáng)大，但隨之而來(lái)的便是被稱為“副作用”的問(wèn)題，例如一個(gè)無(wú)需參數(shù)的void方法，它會(huì)根據(jù)調(diào)用次數(shù)或是在哪個(gè)線程上進(jìn)行調(diào)用對(duì)程序產(chǎn)生影響，它會(huì)改變程序內(nèi)部的狀態(tài)，從而影響之后的運(yùn)行效果。而在函數(shù)式編程中則不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)情況，因?yàn)樗械臓顟B(tài)都是不可變的。事實(shí)上對(duì)函數(shù)式編程的討論更像是數(shù)學(xué)、公式，而不是程序語(yǔ)句，如x = x + 1對(duì)于數(shù)學(xué)家來(lái)說(shuō)，似乎只是個(gè)永不為真的表達(dá)式而已。

　　函數(shù)式編程十分容易并行，因?yàn)樗谶\(yùn)行時(shí)不會(huì)修改任何狀態(tài)，因此無(wú)論多少線程在運(yùn)行時(shí)都可以觀察到正確的結(jié)果。假如兩個(gè)函數(shù)完全無(wú)關(guān)，那么它們是并行還是順序地執(zhí)行便沒(méi)有什么區(qū)別了。當(dāng)然，現(xiàn)實(shí)中的程序一定是有副作用的，例如向屏幕輸出內(nèi)容，向Socket傳輸數(shù)據(jù)等等，因此真實(shí)世界中的函數(shù)式編程往往都會(huì)考慮如何將有副作用的代碼分離出來(lái)。函數(shù)式編程默認(rèn)是不可變的，開(kāi)發(fā)人員必須做些額外的事情才能使用可變狀態(tài)或是危險(xiǎn)的副作用，與之相反，如C#或Java必須使用readonly或是final來(lái)做到這一點(diǎn)。此時(shí)，使用函數(shù)式編程語(yǔ)言時(shí)的思維觀念便會(huì)有所不同了。

　　F#是微軟隨VS 2010推出的一門函數(shù)式編程語(yǔ)言，它基于OCaml的核心部分，因此是一門強(qiáng)類型編程語(yǔ)言，并支持一些如模式匹配，類型推斷等現(xiàn)代函數(shù)式編程語(yǔ)言的特性。在此之上，F(xiàn)#又增加了異步工作流，度量單位等較為前沿的語(yǔ)言功能。在F#中如果要計(jì)算一個(gè)列表所有元素之和，也可以使用命令式的風(fēng)格來(lái)編寫代碼：

　　let sumSquaresI l =

　　let mutable acc = 0

　　for x in l do

　　acc 《- acc + sqr x

　　acc

　　acc只不過(guò)，F(xiàn)#中的一切默認(rèn)都是不可變的，開(kāi)發(fā)人員需要使用mutable關(guān)鍵字來(lái)聲明一個(gè)可變的狀態(tài)。事實(shí)上，在F#中更典型做法是：

　　let rec sumSquaresF l =

　　match l with

　　| ［］ -》 0

　　| head ：： tail -》 sqr head + sumSquaresF tail

　　在數(shù)學(xué)里我們經(jīng)常使用遞歸，把一個(gè)公式分解成幾個(gè)變化的形式，以此進(jìn)行遞歸的定義。純函數(shù)式的代碼其“數(shù)學(xué)性”較強(qiáng)，如果您分析上面這段代碼，會(huì)發(fā)現(xiàn)它幾乎就是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)定義。在編程時(shí)我們也使用遞歸的做法，編譯器會(huì)設(shè)法幫我們轉(zhuǎn)化成尾調(diào)用或是循環(huán)語(yǔ)句。

　　動(dòng)態(tài)語(yǔ)言與元編程

　　動(dòng)態(tài)語(yǔ)言不會(huì)嚴(yán)格區(qū)分“編譯時(shí)”和“運(yùn)行時(shí)”。對(duì)于一些靜態(tài)編程語(yǔ)言（如C#），往往是先進(jìn)行編譯，此時(shí)可能會(huì)得到一些編譯期錯(cuò)誤，而對(duì)于動(dòng)態(tài)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)這兩個(gè)階段便混合在一起了。常見(jiàn)的動(dòng)態(tài)語(yǔ)言有JavaScript，Python，Ruby，LISP等等。動(dòng)態(tài)語(yǔ)言和靜態(tài)語(yǔ)言各有一些優(yōu)勢(shì)，這也是兩個(gè)陣營(yíng)爭(zhēng)論多年的內(nèi)容。不過(guò)Anders認(rèn)為它們各自都有十分重要的優(yōu)點(diǎn)，而未來(lái)不屬于其中任何一方。他表示，從編程語(yǔ)言發(fā)展過(guò)程中可以觀察到兩種特點(diǎn)正在合并的趨勢(shì)，未來(lái)應(yīng)該屬于兩者的雜交產(chǎn)物。

　　許多人認(rèn)定動(dòng)態(tài)語(yǔ)言執(zhí)行起來(lái)很慢，也沒(méi)有類型安全等等。例如有這樣一段代碼：

　　var a = 0， n = 10;

　　for （var i = 0; i 《 n; i++） {

　　a += i;

　　}

　　這段代碼在C#和JavaScript中都是合法的，但是它們的處理方式大相徑庭。在C#中，編譯器可以推斷出a和n都是32位整數(shù)，則for循環(huán)和相加操作都只是簡(jiǎn)單的CPU指令，自然效率很高。但是對(duì)于JavaScript等動(dòng)態(tài)類型語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，var只代表了“一個(gè)值”，它可以是任意類型，因此這里其實(shí)還會(huì)包含一個(gè)“類型標(biāo)記”，表明它在運(yùn)行時(shí)是什么類型的對(duì)象。所以兩者的區(qū)別之一便是，表示同樣的值在動(dòng)態(tài)語(yǔ)言中會(huì)有一些額外的開(kāi)銷，在如今的CPU中，“空間”也意味著“速度”，所以較大的值便需要較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行處理，這里便損失了一部分效率。此外JavaScript在計(jì)算a加i時(shí)，那么必須先查看兩個(gè)變量中的類型標(biāo)記，根據(jù)類型選擇出合適的相加操作，然后加載兩個(gè)值，最后再進(jìn)行加法操作，一旦越界了還要利用double。很明顯在這里也會(huì)帶來(lái)許多開(kāi)銷。一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)語(yǔ)言是使用解釋器來(lái)執(zhí)行的，因此還有一些解釋器需要的二進(jìn)制碼，把這些性能損失全部加起來(lái)以后，便會(huì)發(fā)現(xiàn)執(zhí)行代碼時(shí)需要10倍到100倍的性能開(kāi)銷。

　　不過(guò)近幾年出現(xiàn)的一些動(dòng)態(tài)虛擬機(jī)或引擎將此類情況改善了許多。如今大部分的JavaScript引擎使用了JIT編譯器，于是便省下了解釋器的開(kāi)銷，這樣性能損失便會(huì)減小至3到10倍。而在過(guò)去的兩三年間，JIT編譯器也變得越來(lái)越高效，瀏覽器中新一代的適應(yīng)性JIT編譯器，如TraceMonkey，V8，還有微軟在IE 9中使用的Chakra引擎。這種適應(yīng)性的JIT編譯器使用了一部分有趣的技術(shù)，如Inline Caching、Type Specialization、Hidden Classes、Tracing等等，它們可以將開(kāi)銷降低至2到3倍的范圍內(nèi)，這種效率的提升可謂十分神奇。在Anders看來(lái)，JavaScript引擎可能已經(jīng)接近了性能優(yōu)化的極限，我們?cè)谛噬峡梢蕴嵘目臻g已經(jīng)不多。不過(guò)他同樣認(rèn)為，如今JavaScript語(yǔ)言的性能已經(jīng)足夠快了，完全有能力作為Web客戶端的統(tǒng)治性語(yǔ)言。

　　動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的關(guān)鍵之一便是“元編程”，“元編程”實(shí)際上是“代碼生成”的一種別稱，在日常應(yīng)用中開(kāi)發(fā)人員其實(shí)經(jīng)常依賴這種做法了。在某些場(chǎng)景下使用動(dòng)態(tài)語(yǔ)言會(huì)比靜態(tài)語(yǔ)言更加自然一些。例如在C#或Java里使用ORM時(shí)，一種傳統(tǒng)做法是讓代碼生成器去觀察數(shù)據(jù)庫(kù)，并生成一大堆代碼，然后再編譯。而動(dòng)態(tài)語(yǔ)言并沒(méi)有編譯期和執(zhí)行期的區(qū)別，例如在Ruby on Rails中使用ActiveRecord便無(wú)須定義各式字段。

　　Anders談到，他和他的團(tuán)隊(duì)也在努力改進(jìn)靜態(tài)語(yǔ)言的元編程能力，如他們正在實(shí)現(xiàn)的“編譯器即服務(wù)（Compiler as a Service）”。傳統(tǒng)的編譯器是一個(gè)黑盒，一端輸入代碼，而另一端便會(huì)生成.NET程序集等數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)人員很難參與或理解它的工作。但是在很多時(shí)候，開(kāi)發(fā)人員并不一定需要編譯器來(lái)生成程序集，他們需要的是一些樹(shù)狀的表現(xiàn)形式，然后對(duì)它進(jìn)行識(shí)別和重寫。因此，開(kāi)發(fā)人員可能會(huì)越來(lái)越需要一些開(kāi)放編譯器功能的API。這么做可以讓靜態(tài)類型語(yǔ)言獲得許多有用的功能，包括元編程以及可操作的完整對(duì)象模型等等。

　　并發(fā)

　　Anders看來(lái)，多核革命的一個(gè)有趣之處在于，它會(huì)要求并發(fā)的思維方式有所改變。傳統(tǒng)的并發(fā)思維，是在單個(gè)CPU上執(zhí)行多個(gè)邏輯任務(wù)，使用舊有的分時(shí)方式或是時(shí)間片模型來(lái)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。但是如今的并發(fā)場(chǎng)景則正好相反，是要將一個(gè)邏輯上的任務(wù)放在多個(gè)CPU上執(zhí)行。這改變了我們編寫程序的方式，這意味著對(duì)于語(yǔ)言或是API來(lái)說(shuō)，我們需要有辦法來(lái)分解任務(wù)，把它拆分成多個(gè)小任務(wù)后獨(dú)立的執(zhí)行，而傳統(tǒng)的編程語(yǔ)言中并不關(guān)注這點(diǎn)。

　　使用目前的并發(fā)API來(lái)完成工作并不容易，比如Thread，ThreadPool，Monitor等等，開(kāi)發(fā)人員很難走的太遠(yuǎn)。不過(guò)在.NET 4.0中提供了一套強(qiáng)大的框架，即.NET并行擴(kuò)展（Parallel Extensions），這是一種現(xiàn)代的并發(fā)模型，將邏輯上的任務(wù)并發(fā)與實(shí)際使用的的物理模型分離開(kāi)來(lái)。以前的API都是直接處理線程等基礎(chǔ)元素，不過(guò)利用.NET并行擴(kuò)展中的任務(wù)并行庫(kù)（Task Parallel Library），并行LINQ（Parallel LINQ）以及協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Coordination Data Structures）讓開(kāi)發(fā)人員可以直接關(guān)注邏輯上的任務(wù)，而不必關(guān)心它們是如何運(yùn)行的，或是使用了多少個(gè)線程和CPU等等。利用LINQ這樣的DSL也有助于寫出并行的代碼，如果使用普通的for循環(huán)配合線程池來(lái)實(shí)現(xiàn)并行，則開(kāi)發(fā)人員很容易在各種API里失去方向。

　　不過(guò)事實(shí)上，編寫并行的代碼依然很困難，尤其是要識(shí)別出可以并行的地方。Anders認(rèn)為很多時(shí)候還是需要編程語(yǔ)言來(lái)關(guān)注這方面的事情（如下圖）。比如“隔離性（Isolation）”，即編譯器如何發(fā)現(xiàn)這段代碼是獨(dú)立的，便可以將其安全地并發(fā)執(zhí)行。某段代碼創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象，在分享給其他人之前，我們對(duì)它的改變是安全的，但是一旦將其共享出去以后便完全不同了。因此理想中的類型系統(tǒng)應(yīng)該可以跟蹤到這樣的共享，如Linear Types——這在學(xué)術(shù)界也有一些研究。編程語(yǔ)言也可以在函數(shù)的純潔性（Purity）方面下功夫，如關(guān)注某個(gè)函數(shù)是否有副作用，有些時(shí)候編譯器可以做這方面的檢查，它可以禁止某些操作，以此保證我們寫出無(wú)副作用的純函數(shù)。另外便是不可變性（Immutability），目前的語(yǔ)言，如C#或VB，我們需要額外的工作才能寫出不可變的代碼。Anders認(rèn)為合適的做法應(yīng)該是在語(yǔ)言層面上更好的支持不可變性。這些都是在并發(fā)方面需要考慮的問(wèn)題。

　　Anders還提到了他在思考并發(fā)語(yǔ)言特性時(shí)所遵循的原則：一個(gè)語(yǔ)言特性不應(yīng)該針對(duì)某個(gè)特定的并發(fā)模型，而應(yīng)該是一種通用的，可用于各種不同的并發(fā)場(chǎng)景的特性，就像隔離性、純潔性及不可變性那樣。語(yǔ)言擁有這樣的特性之后，就可以用于構(gòu)建各種不同的API，各種并發(fā)方式都可以利用到核心的語(yǔ)言特性。

　　總結(jié)

　　Anders認(rèn)為，對(duì)于編程語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在出現(xiàn)了許多有趣的東西，也是個(gè)令人激動(dòng)的時(shí)刻。在過(guò)去，大約是1995到2005年，的確可以說(shuō)是一個(gè)編程語(yǔ)言的黃金時(shí)期。當(dāng)Java出現(xiàn)的時(shí)候，編程語(yǔ)言的門檻變得平坦了，一切都是Java，似乎其他編程語(yǔ)言都完蛋了，程序設(shè)計(jì)者也沒(méi)什么可做的。不過(guò)大家又逐漸發(fā)現(xiàn)，其實(shí)這遠(yuǎn)沒(méi)有結(jié)束?，F(xiàn)在回顧起來(lái)，會(huì)發(fā)現(xiàn)這段時(shí)間又出現(xiàn)了許多有趣的編程語(yǔ)言，這其實(shí)也代表了我們?cè)诰幊填I(lǐng)域上的進(jìn)步。

　　計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的幾個(gè)發(fā)展階段及特點(diǎn)

　　一、面向機(jī)器的語(yǔ)言

　　最開(kāi)始的時(shí)候，每種計(jì)算機(jī)都有自己的機(jī)器指令。例如，某種型號(hào)的計(jì)算機(jī)用8位二進(jìn)制信息10001010表示加法指令，等等。所以用這種機(jī)器語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)是很累的工作，而且代碼難以閱讀和理解，還有就是可能同樣的任務(wù)，不同的計(jì)算機(jī)之間指令有所不同。后來(lái)用一些簡(jiǎn)單的符號(hào)來(lái)代替二進(jìn)制指令，但匯編語(yǔ)言仍是面向機(jī)器的語(yǔ)言，需針對(duì)不同的機(jī)器來(lái)編寫不同的代碼。習(xí)慣上稱機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言為低級(jí)語(yǔ)言。

　　二、面向過(guò)程語(yǔ)言

　　20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了過(guò)程設(shè)計(jì)語(yǔ)言，如c語(yǔ)言等。語(yǔ)言把代碼組成叫做過(guò)程或函數(shù)的塊，每個(gè)塊的目標(biāo)是完成某個(gè)任務(wù)。這樣的語(yǔ)言的好處是，不必再去考慮機(jī)器指令的細(xì)節(jié)，過(guò)程語(yǔ)言的語(yǔ)法更接近人們的自然語(yǔ)言，人們只需按照自己的意圖來(lái)編寫各個(gè)函數(shù)，而習(xí)慣上稱過(guò)程語(yǔ)言為高級(jí)語(yǔ)言。

　　三、面向?qū)ο笳Z(yǔ)言

　　對(duì)于許多應(yīng)用型問(wèn)題，人們希望寫出易維護(hù)、易拓展、易復(fù)用的程序代碼。過(guò)程語(yǔ)言只有解決問(wèn)題的過(guò)程（方法），而沒(méi)有指明對(duì)象。那么因此面對(duì)對(duì)象語(yǔ)言的一個(gè)簡(jiǎn)單理念就是：需完成某種任務(wù)時(shí)，首先想到，誰(shuí)去完成任務(wù)，即那個(gè)對(duì)象去完成任務(wù)；提到數(shù)據(jù)，首先想到這個(gè)數(shù)據(jù)是哪個(gè)對(duì)象的。

　　在我眼里，基于對(duì)象的編程語(yǔ)言，優(yōu)點(diǎn)不僅如上所講，更重要的是它鼓勵(lì)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)。

　　面向?qū)ο缶幊讨饕w現(xiàn)三個(gè)特征：封裝性、繼承、多態(tài)。

　　結(jié)語(yǔ)

　　關(guān)于計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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