如何掌握程序語言
學(xué)習(xí)程序語言是每個(gè)程序員的必經(jīng)之路?？墒沁@個(gè)世界上有太多的程序語言，每一種都號(hào)稱具有最新的“特性”。所以程序員的苦惱就在于總是需要學(xué)習(xí)各種稀奇古怪的語言，而且必須緊跟“潮流”，否則就怕被時(shí)代所淘汰。
作為一個(gè)程序語言的研究者，我深深的知道這種心理產(chǎn)生的根源。程序語言里面其實(shí)有著非常簡(jiǎn)單，永恒不變的原理?？吹搅怂鼈?，就可以一勞永逸的掌握所有的程序語言，而不是只見樹木不見森林。我想寫一本書，試圖用最簡(jiǎn)單的方式來解釋程序語言（以至于計(jì)算機(jī)科學(xué)）的根本性原理，從而讓人可以在非常短的時(shí)間內(nèi)掌握所有程序語言的精髓。但是在還沒有完成之前，我想先提出一些建議和參考書。
對(duì)程序語言的各種誤解
學(xué)習(xí)程序語言的人，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下幾種心理，以至于他們會(huì)覺得有學(xué)不完的東西，或者走上錯(cuò)誤的道路。以下我把這些心理簡(jiǎn)要分析一下，希望可以消除一些疑惑。
1. 追求“新語言”。
基本的哲學(xué)告訴我們，新出現(xiàn)的事物并不一定是“新事物”，它們有可能是歷史的倒退。事實(shí)證明，新出現(xiàn)的語言，很多還不如早就存在的。正視這個(gè)事實(shí)吧，現(xiàn)代語言的多少“新概念”不存在于最古老的一些語言里呢？程序語言就像商品，每一家其實(shí)都是在打廣告。而絕大多數(shù)的設(shè)計(jì)，包括某些最“艱深”最“理論”的語言里面的概念，都可能是膚淺而短命的。如果你看不透這些東西的設(shè)計(jì)，就會(huì)被它們蒙蔽住。過度的熱情和過多的宣傳，往往意味著膚淺。很多語言設(shè)計(jì)者其實(shí)并不真的懂得程序語言設(shè)計(jì)的原理，所以常常在設(shè)計(jì)中重復(fù)的犯前人犯過的錯(cuò)誤。但是為了推銷自己的語言和系統(tǒng)，他們必須夸夸其談，進(jìn)行宗教式的宣傳。
2. “存在即是合理”。
記得某名人說過：“不能帶來新的思維方式的語言，是沒有必要存在的。”他說的是相當(dāng)正確的。世界上有這么多的語言，有哪些帶來了新的思維方式呢？其實(shí)少之又少。絕大部分的語言給世界帶來的不過是混亂。有人可能反駁說：“你怎么能說 A 語言沒必要存在？我要用的那個(gè)庫 L，別的語言不支持，只能用 A。”但是注意，他說的是存在的“必要性”。
如果你把存在的“事實(shí)”作為存在的“必要性”，那就邏輯錯(cuò)亂了。就像如果二戰(zhàn)時(shí)我們沒能打敗希特勒，現(xiàn)在都做了他的奴隸，然后你就說：“希特勒應(yīng)該存在，因?yàn)樗B(yǎng)活了我們。”顯然這個(gè)邏輯有問題，因?yàn)槿绻麣v史走了另外一條路（即希特勒不存在），我們會(huì)過上自由幸福的生活，所以希特勒不應(yīng)該存在。對(duì)比一個(gè)東西存在與不存在的兩種可能的后果，然后做出判斷，這才是正確的邏輯。按照這樣的推理，如果設(shè)計(jì)糟糕的 A 語言不存在，那么設(shè)計(jì)更好的 B 語言很有可能就會(huì)得到更多的支持，從而實(shí)現(xiàn)甚至超越 L 庫的功能。
3. 追求“新特性”。
程序語言的設(shè)計(jì)者總是喜歡“發(fā)明”新的名詞，喜歡炒作。普通程序員往往看不到，大部分這些“新概念”其實(shí)徒有高深而時(shí)髦的外表，卻沒有實(shí)質(zhì)的內(nèi)涵。常常是剛學(xué)會(huì)一個(gè)語言 A，又來了另一個(gè)語言 B，說它有一個(gè)叫 XYZ 的新特性。于是你又開始學(xué)習(xí) B，如此繼續(xù)。在內(nèi)行人看來，這些所謂的“新特性”，絕大部分都是新瓶裝老酒。很多人寫論文喜歡起這樣的標(biāo)題：《XYZ：A Novel Method for ...》。這造成了概念的爆炸，卻沒有實(shí)質(zhì)的進(jìn)步?？梢哉f這是計(jì)算機(jī)科學(xué)最致命的缺點(diǎn)。
4. 追求“小竅門”。
很多編程書喜歡賣弄一些小竅門，讓程序顯得“短小”。比如它們會(huì)跟你講 "(i++) - (++i)" 應(yīng)該得到什么結(jié)果；或者追究運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)，說這樣可以少打括號(hào)；要不就是告訴你“if 后面如果只有一行代碼就可以不加花括號(hào)”，等等。殊不知這些小竅門，其實(shí)大部分都是程序語言設(shè)計(jì)的敗筆或者歷史遺留問題。它們帶來的不是清晰的思路，而是是邏輯的混亂和認(rèn)知的負(fù)擔(dān)。比如 C 語言的 ++ 運(yùn)算符，它的出現(xiàn)是因?yàn)?C 語言設(shè)計(jì)者們當(dāng)初用的計(jì)算機(jī)內(nèi)存小的可憐，而 "i++" 顯然比 "i=i+1" 少 2 個(gè)字符，所以他們覺得可以節(jié)省一些空間。現(xiàn)在我們?cè)僖膊蝗蹦屈c(diǎn)內(nèi)存，可是 ++ 運(yùn)算符帶來的混亂和迷惑，卻流傳了下來?，F(xiàn)在最新的一些語言，也喜歡耍這種語法上的小把戲。如果你追求這些小竅門，往往就抓不住精髓。
5. 針對(duì)“專門領(lǐng)域”。
很多語言沒有新的東西，為了占據(jù)一方土地，就號(hào)稱自己適合某種特定的任務(wù)，比如文本處理，數(shù)據(jù)庫查詢，Web編程，游戲設(shè)計(jì)，并行計(jì)算，或者別的什么專門的領(lǐng)域。但是我們真的需要不同的語言來干這些事情嗎？其實(shí)絕大部分這些事情都能用同一種通用語言來解決，或者在已有語言的基礎(chǔ)上做很小的改動(dòng)。只不過由于各種政治和商業(yè)原因，不同的語言被設(shè)計(jì)用來占領(lǐng)市場(chǎng)。就學(xué)習(xí)而言，它們其實(shí)是無關(guān)緊要的，而它們帶來的“多語言協(xié)作”問題，其實(shí)差不多掩蓋了它們帶來的好處。其實(shí)從一些設(shè)計(jì)良好的通用語言，你可以學(xué)會(huì)所有這些“專用語言”的精髓。后面我會(huì)推薦一兩個(gè)這樣的語言。
我必須指出，以上這些心理不但對(duì)自己是有害的，而且對(duì)整個(gè)業(yè)界有很大的危害。受到這些思想教導(dǎo)的人進(jìn)入了公司，就會(huì)開始把他們?cè)?jīng)懼怕的這些東西變成教條，用來篩選新人，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)。
如何掌握所有的程序語言
可以老實(shí)的說，對(duì)幾乎所有風(fēng)格的程序語言，我都有專家級(jí)的見解。它們?cè)谖业念^腦里如此簡(jiǎn)單，以至于我不再是任何語言（包括函數(shù)式語言）的“支持者”。但是我花費(fèi)了太多的時(shí)間去摸索這條道路，我希望能夠提取出一些“竅門”，可以幫助人們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)達(dá)到這種通用的理解。具體的細(xì)節(jié)足夠?qū)懗梢槐緯?，我現(xiàn)在只在這里提出一些初步的建議。
1. 專注于“精華”和“原理”。
就像所有的科學(xué)一樣，程序語言最精華的原理其實(shí)只有很少數(shù)幾個(gè)，它們卻可以被用來構(gòu)造出許許多多紛繁復(fù)雜的概念。但是人們往往忽視了簡(jiǎn)單原理的重要性，匆匆看過之后就去追求最新的，復(fù)雜的概念。他們卻沒有注意到，絕大部分最新的概念其實(shí)都可以用最簡(jiǎn)單的那些概念組合而成。而對(duì)基本概念的一知半解，導(dǎo)致了他們看不清那些復(fù)雜概念的實(shí)質(zhì)。比如這些概念里面很重要的一個(gè)就是遞歸。國(guó)內(nèi)很多學(xué)生對(duì)遞歸的理解只停留于漢諾塔這樣的程序，而對(duì)遞歸的效率也有很大的誤解，認(rèn)為遞歸沒有循環(huán)來得高效。而其實(shí)遞歸比循環(huán)表達(dá)能力強(qiáng)很多，而且效率幾乎一樣。有些程序比如解釋器，不用遞歸的話基本沒法完成。
2. 實(shí)現(xiàn)一個(gè)程序語言。
學(xué)習(xí)使用一個(gè)工具的最好的方式就是制造它，所以學(xué)習(xí)程序語言的最好方式就是實(shí)現(xiàn)一個(gè)程序語言。這并不需要一個(gè)完整的編譯器，而只需要寫一些簡(jiǎn)單的解釋器，實(shí)現(xiàn)最基本的功能。之后你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，所有語言的新特性你都大概知道可以如何實(shí)現(xiàn)，而不只停留在使用者的水平。實(shí)現(xiàn)程序語言最迅速的方式就是使用一種像 Scheme 這樣代碼可以被作為數(shù)據(jù)的語言。它能讓你很快的寫出新的語言的解釋器。我的 GitHub 里面有一些我寫的解釋器的例子（比如這個(gè)短小的代碼實(shí)現(xiàn)了 Haskell 的 lazy 語義），有興趣的話可以參考一下。
幾種常見風(fēng)格的語言
下面我簡(jiǎn)要的說一下幾種常見風(fēng)格的語言以及它們的問題。注意這里的分類不是嚴(yán)格的學(xué)術(shù)性質(zhì)的分類，有些在概念上可能有所重疊。
1. 面向?qū)ο笳Z言
事實(shí)說明，“面向?qū)ο?rdquo;這整個(gè)概念基本是錯(cuò)誤的。它的風(fēng)靡是因?yàn)楫?dāng)初的“軟件危機(jī)”（天知道是不是真的存在這危機(jī)）。設(shè)計(jì)的初衷是讓“界面”和“實(shí)現(xiàn)”分離，從而使得下層實(shí)現(xiàn)的改動(dòng)不影響上層的功能。可是大部分面向?qū)ο笳Z言的設(shè)計(jì)都遵循一個(gè)根本錯(cuò)誤的原則：“所有的東西都是對(duì)象（Everything is an object）。”以至于所有的函數(shù)都必須放在所謂的“對(duì)象”里面，從而不能直接被作為參數(shù)或者變量傳遞。這導(dǎo)致很多時(shí)候需要使用繁瑣的設(shè)計(jì)模式(design patterns) 來達(dá)到甚至對(duì)于 C 語言都直接了當(dāng)?shù)氖虑?。而其?shí)“界面”和“實(shí)現(xiàn)”的分離，并不需要把所有函數(shù)都放進(jìn)對(duì)象里。另外的一些概念，比如繼承，重載，其實(shí)帶來的問題比它們解決的還要多。
“面向?qū)ο蠓椒?rdquo;的過度使用，已經(jīng)開始引起對(duì)整個(gè)業(yè)界的負(fù)面作用。很多公司里的程序員喜歡生搬硬套一些不必要的設(shè)計(jì)模式，其實(shí)什么好事情也沒干，只是使得程序冗長(zhǎng)難懂。不得不指出，《Design Patterns》這本書，是這很大一部分復(fù)雜性的罪魁禍?zhǔn)住２恍业氖?，如此膚淺，毫無內(nèi)容，偷換概念的書籍，居然被很多人捧為經(jīng)典。
那么如何看待具備高階函數(shù)的面向?qū)ο笳Z言，比如 Python，JavaScript，Ruby，Scala？當(dāng)然有了高階函數(shù)，你可以直截了當(dāng)?shù)谋硎竞芏鄸|西，而不需要使用設(shè)計(jì)模式。但是由于設(shè)計(jì)模式思想的流毒，一些程序員居然在這些不需要設(shè)計(jì)模式的語言里也采用繁瑣的設(shè)計(jì)模式，讓人哭笑不得。所以在學(xué)習(xí)的時(shí)候，最好不要用這些語言，以免受到不必要的干擾。到時(shí)候必要的時(shí)候再回來使用它們，就可以取其精華，去其糟粕。
2. 低級(jí)過程式語言
那么是否 C 這樣的“低級(jí)語言”就會(huì)好一些呢？其實(shí)也不是。很多人推崇 C，因?yàn)樗梢宰屓私咏?ldquo;底層”，也就是接近機(jī)器的表示，這樣就意味著它速度快。這里其實(shí)有三個(gè)問題：
接近“底層”是否對(duì)于初學(xué)者是好事？“速度快的語言”是什么意思？接近底層的語言是否一定速度快？
對(duì)于第一個(gè)問題，答案是否定的。其實(shí)編程最重要的思想是高層的語義(semantics)。語義構(gòu)成了人關(guān)心的問題以及解決它們的算法。而具體的實(shí)現(xiàn)(implementation)，比如一個(gè)整數(shù)用幾個(gè)字節(jié)表示，雖然還是重要，但卻不是至關(guān)重要的。如果把實(shí)現(xiàn)作為學(xué)習(xí)的主要目標(biāo)，就本末倒置了。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)是可以改變的，而它們所表達(dá)的本質(zhì)卻不會(huì)變。所以很多人發(fā)現(xiàn)自己學(xué)會(huì)的東西，過不了多久就“過時(shí)”了。那就是因?yàn)樗麄儗W(xué)習(xí)的不是本質(zhì)，而只是具體的實(shí)現(xiàn)。
其次，談?wù)Z言的“速度”，其實(shí)是一句空話。語言只負(fù)責(zé)描述一個(gè)程序，而程序運(yùn)行的速度，其實(shí)絕大部分不取決于語言。它主要取決于 1)算法 和 2)編譯器的質(zhì)量。編譯器和語言基本是兩碼事。同一個(gè)語言可以有很多不同的編譯器實(shí)現(xiàn)，每個(gè)編譯器生成的代碼質(zhì)量都可能不同，所以你沒法說“A 語言比 B 語言快”。你只能說“A 語言的 X 編譯器生成的代碼，比 B 語言的 Y 編譯器生成的代碼高效”。這幾乎等于什么也沒說，因?yàn)?B 語言可能會(huì)有別的編譯器，使得它生成更快的代碼。
我舉個(gè)例子吧。在歷史上，Lisp 語言享有“龜速”的美名。有人說“Lisp 程序員知道每個(gè)東西的值，卻不知道任何事情的代價(jià)”，講的就是這個(gè)事情。但這已經(jīng)是很久遠(yuǎn)的事情了，現(xiàn)代的 Lisp 系統(tǒng)能編譯出非常高效的代碼。比如商業(yè)的 Chez Scheme 編譯器，能在5秒鐘之內(nèi)編譯它自己，編譯生成的目標(biāo)代碼非常高效。它的實(shí)現(xiàn)真的令人驚嘆，因?yàn)樗淖髡?R. Kent Dybvig 幾乎不依賴于任何已有的軟件和設(shè)計(jì)。這個(gè)編譯器從最初的 parser，到宏擴(kuò)展，語義分析，寄存器分配，各種優(yōu)化，…… 一直到匯編器，函數(shù)庫，全都是他一個(gè)人寫的。它可以直接把 Scheme 程序編譯到多種處理器的機(jī)器指令，而不通過任何第三方軟件。它內(nèi)部的一些算法，其實(shí)比開源的 LLVM 之類的先進(jìn)很多。但是由于是商業(yè)軟件，這些算法一直被作為機(jī)密沒有發(fā)表。
另外一些函數(shù)式語言也能生成高效的代碼，比如 OCaml。在一次程序語言暑期班上，Cornell 的 Robert Constable 教授講了一個(gè)故事，說是他們用 OCaml 重新實(shí)現(xiàn)了一個(gè)系統(tǒng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn) OCaml 的實(shí)現(xiàn)比原來的 C 語言實(shí)現(xiàn)快了 50 倍。經(jīng)過 C 語言的那個(gè)小組對(duì)算法多次的優(yōu)化，OCaml 的版本還是快好幾倍。這里的原因其實(shí)在于兩方面。第一是因?yàn)楹瘮?shù)式語言把程序員從底層細(xì)節(jié)中解脫出來，讓他們能夠迅速的實(shí)現(xiàn)和修改自己的想法，所以他們能夠迅速的找到更好的算法。第二是因?yàn)?OCaml 有高效的編譯器實(shí)現(xiàn)，使得它能生成很好的代碼。
從上面的例子，你也許已經(jīng)可以看出，其實(shí)接近底層的語言不一定速度就快。因?yàn)榫幾g器這種東西其實(shí)可以有很高級(jí)的“智能”，甚至可以超越任何人能做到的底層優(yōu)化。但是編譯器還沒有發(fā)展到可以代替人來制造算法的地步。所以現(xiàn)在人需要做的，其實(shí)只是設(shè)計(jì)和優(yōu)化自己的高層算法。
3. 高級(jí)過程式語言
很早的時(shí)候，國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)系學(xué)生的第一門編程課都是 Pascal。Pascal 是很好的語言，可是很多人當(dāng)時(shí)都沒有意識(shí)到。大一的時(shí)候，我的 Pascal 老師對(duì)我們說：“我們學(xué)校的教學(xué)太落后了。別的學(xué)校都開始教 C 或者 C++ 了，我們還在教 Pascal。”現(xiàn)在真正理解了程序語言的設(shè)計(jì)原理以后我才真正的感覺到，原來 Pascal 是比 C 和 C++ 設(shè)計(jì)更好的語言。
它不但把人從底層細(xì)節(jié)里解脫出來，沒有面向?qū)ο蟮乃季S枷鎖，而且含有函數(shù)式語言的一些特征（比如可以嵌套函數(shù)定義）。可是由于類似的誤解和誤導(dǎo)，Pascal 這樣的語言已經(jīng)幾乎沒有人用了。這并不很可惜，因?yàn)樗木?，其?shí)已經(jīng)存在于像 Scheme 這樣的函數(shù)式語言里。Scheme 也有賦值語句，所以它實(shí)質(zhì)上含有 Pascal 的所有功能。所以現(xiàn)在的含有賦值語句的函數(shù)式語言，可以被看作是是高級(jí)過程式語言的“改良版本”。
4. 函數(shù)式語言
函數(shù)式語言相對(duì)來說是當(dāng)今最好的設(shè)計(jì)，因?yàn)樗鼈儾坏屓藢Ｗ⒂谒惴ê蛯?duì)問題的解決，而且沒有面向?qū)ο笳Z言那些思維的限制。但是需要注意的是并不是每個(gè)函數(shù)式語言的特性都是好東西。它們的支持者們經(jīng)常把缺點(diǎn)也說成是優(yōu)點(diǎn)，結(jié)果它們其實(shí)還是被掛上一些不必要的枷鎖。比如 OCaml 和 SML，因?yàn)樗鼈兊念愋拖到y(tǒng)里面有很多不成熟的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致你需要記住太多不必要的限制。
很多人推崇“純函數(shù)式”語言（比如 Haskell，Clean），而極力反對(duì)其它的帶有“賦值”語句的語言（比如 Scheme 和 ML）。這其中的依據(jù)其實(shí)是站不住腳的。如果你寫過一個(gè)函數(shù)式語言的編譯器，你就會(huì)了解如何把一個(gè)純函數(shù)式語言翻譯成機(jī)器指令。這些高級(jí)的編譯器變換（比如 CPS 和 ANF），其實(shí)在本質(zhì)上揭示了純函數(shù)式語言的本質(zhì)。它們其實(shí)與帶有賦值語句的語言沒有本質(zhì)上的區(qū)別，但是由于沒有賦值語句，一些事情必須拐彎抹角的實(shí)現(xiàn)。理智的使用局部變量或者數(shù)組的賦值，會(huì)使程序更加簡(jiǎn)單，容易理解，甚至更加高效。
5. 邏輯式語言
邏輯式語言（比如 Prolog）是一種超越函數(shù)式語言的新的思想，所以需要一些特殊的訓(xùn)練。邏輯式語言寫的程序，是能“反向運(yùn)行”的。普通程序語言寫的程序，如果你給它一個(gè)輸入，它會(huì)給你一個(gè)輸出。但是邏輯式語言很特別，如果你給它一個(gè)輸出，它可以反過來運(yùn)行，給你所有可能的輸入。其實(shí)通過很簡(jiǎn)單的方法，可以順利的把程序從函數(shù)式轉(zhuǎn)換成邏輯式的。但是邏輯式語言一般要在“pure”的情況下（也就是沒有復(fù)雜的賦值操作）才能反向運(yùn)行。所以學(xué)習(xí)邏輯式語言最好是從函數(shù)式語言開始，在理解了遞歸，模式匹配等基本的函數(shù)式編程技巧之后再來看 Prolog，就會(huì)發(fā)現(xiàn)邏輯式編程簡(jiǎn)單了很多。
從何開始
可是學(xué)習(xí)編程總要從某種語言開始。那么哪種語言呢？其實(shí)每種語言都有自己的問題，以至于在我未來的書里，會(huì)使用一種非常簡(jiǎn)單的語言，它含有所有語言的精髓，卻不帶有多余的東西?？墒窃谖彝瓿蛇@本書之前，我想先推薦一兩個(gè)現(xiàn)成的語言。
就我的觀點(diǎn)，首先可以從 Scheme 入門，然后學(xué)習(xí)一些 Haskell (但不是全部)，之后其它的也就觸類旁通了。你并不需要學(xué)習(xí)它們的所有細(xì)枝末節(jié)，而只需要學(xué)習(xí)最精華的部分。所有剩余的細(xì)節(jié)，會(huì)在實(shí)際使用中很容易的被填補(bǔ)上。我后面會(huì)提一下哪些是精華的，哪些是最開頭沒必要學(xué)的。
從 Scheme（而不是 Haskell）作為入門的第一步，是因?yàn)椋?/p>
Scheme 沒有像 Haskell 那樣的靜態(tài)類型系統(tǒng) (static type system)。并不是說靜態(tài)類型不好，但是我不得不說，Haskell 那樣的靜態(tài)類型系統(tǒng)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有發(fā)展到可以讓人可以完全的寫出符合事物本質(zhì)的程序來。比如，一些重要的概念比如 Y combinator，沒法用 Haskell 直接寫出來。當(dāng)然你可以在 Haskell 里面使用作用類似 Y combinator 的東西(比如 fix，或者利用它的 laziness)，但是這些并不揭示遞歸的本質(zhì)，你只是在依靠 Haskell 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的遞歸來進(jìn)行遞歸，而不能實(shí)際的體會(huì)到遞歸是如何產(chǎn)生的。而用 Scheme，你可以輕松的寫出 Y combinator，并且實(shí)際的投入使用。
Scheme 不需要 monad。Haskell是一個(gè)“純函數(shù)式” (purely functional) 的語言，所有的“副作用”(side-effect)，比如打印字符到屏幕，都得用一種故作高深的概念叫 monad 實(shí)現(xiàn)。這種概念其實(shí)并不是本質(zhì)的，它所有的功能都可以通過“狀態(tài)傳遞” (state passing) 來實(shí)現(xiàn)。通過寫狀態(tài)傳遞程序，你可以清楚的看到 monad 的本質(zhì)?？梢哉f monad 是 Haskell 的一個(gè)“設(shè)計(jì)模式”。過早的知道這個(gè)東西，并不有助于理解函數(shù)式程序設(shè)計(jì)的本質(zhì)。
那么為什么又要學(xué) Haskell？那是因?yàn)?Haskell 含有 Scheme 缺少的一些東西，并且沒有 Scheme 設(shè)計(jì)上的一些問題。比如：
模式匹配：Scheme 沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的，自然的模式匹配(pattern matching) 系統(tǒng)，而 Haskell 的模式匹配是一個(gè)優(yōu)美的實(shí)現(xiàn)。也有些 Scheme 的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)（比如 Racket）具有相當(dāng)好的模式匹配機(jī)制。
類型：Scheme 把所有不是 #f (false）的值都作為 true，這是不對(duì)的。Haskell 里面的 Boolean 就只有兩個(gè)值：True 和 False。Scheme 程序員聲稱這樣可以寫出簡(jiǎn)潔的代碼，因?yàn)?(or x y z) 可以返回一個(gè)具體的值，而不只是一個(gè)布爾變量。但是就為了在少數(shù)情況下可以寫出短一點(diǎn)的代碼，是否值得付出如此沉痛的代價(jià)？我看到這個(gè)設(shè)計(jì)帶來了很多無需有的問題。
宏系統(tǒng)：宏 (macro) 通常被認(rèn)為是 Lisp 系列語言的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)。但是我要指出的是，它們并不是必要的，至少對(duì)于初學(xué)者是這樣。其實(shí)如果一個(gè)語言的語義設(shè)計(jì)好了，你會(huì)幾乎不需要宏。因?yàn)楹甑谋举|(zhì)是讓程序員可以自己修改語言的設(shè)計(jì)，添加新的構(gòu)造。可是宏的主要缺點(diǎn)是，它把改變語言這種極其危險(xiǎn)的“權(quán)力”給人濫用了。其實(shí)只有極少數(shù)的人具有改變一個(gè)語言所需的智慧和經(jīng)驗(yàn)。如果讓普通程序員都能使用宏，那么程序?qū)⒆兊梅浅ｋy以理解。所以其實(shí)一般程序員都不需要學(xué)習(xí)宏的使用，也不必為略過這個(gè)東西而產(chǎn)生負(fù)罪感。等你進(jìn)步到可以設(shè)計(jì)自己的程序語言，你自然會(huì)明白宏是什么東西。
（注意，這些是我自己的觀點(diǎn)，并不代表 Scheme 設(shè)計(jì)者們的觀點(diǎn)。）
推薦的書籍
《The Little Schemer》：我覺得 Dan Friedman 的 The Little Schemer (TLS) 是目前最好，最精華的編程入門教材。它的前身叫《The Little Lisper》。很多資深的程序語言專家都是從這本書學(xué)會(huì)了 Lisp。雖然它叫 "The Little Schemer"，但它并不使用 Scheme 所有的功能，而是忽略了上面提到的 Scheme 的毛病，直接進(jìn)入最關(guān)鍵的主題：遞歸和它的基本原則。這本書不但很薄，很精辟，而且相對(duì)于其他編程書籍非常便宜（在美國(guó)才賣 $23）。
《SICP》：The Little Schemer 其實(shí)是比較難的讀物，所以我建議把它作為下一步精通的讀物。Structure and Interpretation of Computer Programs 比較適合作為第一本教材。但是我需要提醒的是，你最多只需要看完前三章。因?yàn)閺牡谒恼麻_始，作者開始實(shí)現(xiàn)一個(gè) Scheme 解釋器，但是作者的實(shí)現(xiàn)并不是最好的方式。你可以從別的地方更好的學(xué)到這些東西。具體在哪里學(xué)，我還沒想好（也許我自己寫個(gè)教學(xué)也說不定）。不過也許你可以看完 SICP 第一章之后就可以開始看 TLS。
《A Gentle Introduction to Haskell》：對(duì)于 Haskell，我最開頭看的是 A Gentle Introduction to Haskell，因?yàn)樗貏e短小。當(dāng)時(shí)我已經(jīng)會(huì)了 Scheme，所以不需要再學(xué)習(xí)基本的函數(shù)式語言的東西。我從這個(gè)文檔學(xué)到的只不過是 Haskell 對(duì)于類型和模式匹配的概念。Real World Haskell 是一本流行的教材，但是它試圖包羅萬象，所以很多地方過于冗長(zhǎng)。最根本的函數(shù)式編程概念，還是 TLS 講的透徹。
過度到面向?qū)ο笳Z言
那么如果從函數(shù)式語言入門，如何過渡到面向?qū)ο笳Z言呢？畢竟大部分的公司用的是面向?qū)ο笳Z言。如果你真的學(xué)會(huì)了函數(shù)式語言，你真的會(huì)發(fā)現(xiàn)面向?qū)ο笳Z言已經(jīng)易如反掌。函數(shù)式語言的設(shè)計(jì)比面向?qū)ο笳Z言簡(jiǎn)單和強(qiáng)大很多，而且?guī)缀跛械暮瘮?shù)式語言教材（比如 SICP）都會(huì)教你如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)面向?qū)ο笙到y(tǒng)。
你會(huì)深刻的看到面向?qū)ο蟮谋举|(zhì)以及它存在的問題，所以你會(huì)很容易的搞清楚怎么寫面向?qū)ο蟮某绦?，并且?huì)發(fā)現(xiàn)一些竅門來避開它們的局限。你會(huì)發(fā)現(xiàn)，即使在實(shí)際的工作中必須使用面向?qū)ο笳Z言，也可以避免面向?qū)ο蟮乃季S方式，因?yàn)槊嫦驅(qū)ο蟮乃枷霂淼拇蟛糠质腔靵y和冗余。
深入本質(zhì)和底層
那么是不是完全不需要學(xué)習(xí)底層呢？當(dāng)然不是。但是一開頭就學(xué)習(xí)底層硬件，就會(huì)被紛繁復(fù)雜的硬件設(shè)計(jì)蒙蔽頭腦，看不清楚本質(zhì)上簡(jiǎn)單的原理。
在學(xué)會(huì)高層的語言之后，可以進(jìn)行語義學(xué)和編譯原理的學(xué)習(xí)。簡(jiǎn)言之，語義學(xué) (semantics) 就是研究程序的符號(hào)表示如何對(duì)機(jī)器產(chǎn)生“意義”，通常語義學(xué)的學(xué)習(xí)包含 lambda calculus 和各種解釋器的實(shí)現(xiàn)。編譯原理 (compilation) 就是研究如何把高級(jí)語言翻譯成低級(jí)的機(jī)器指令。
編譯原理其實(shí)包含了計(jì)算機(jī)的組成原理，比如二進(jìn)制的構(gòu)造和算術(shù)，處理器的結(jié)構(gòu)，內(nèi)存尋址等等。但是結(jié)合了語義學(xué)和編譯原理來學(xué)習(xí)這些東西，會(huì)事半功倍。因?yàn)槟銜?huì)直觀的看到為什么現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)設(shè)計(jì)成這個(gè)樣子：為什么處理器里面有寄存器(register)，為什么需要堆棧(stack)，為什么需要堆(heap)，它們的本質(zhì)是什么。
這些甚至是很多硬件設(shè)計(jì)者都不明白的問題，所以它們的硬件里經(jīng)常含有一些沒必要的東西。因?yàn)樗麄儾焕斫庹Z義，所以經(jīng)常不明白他們的硬件到底需要哪些部件和指令。但是從高層語義來解釋它們，就會(huì)揭示出它們的本質(zhì)，從而可以讓你明白如何設(shè)計(jì)出更加優(yōu)雅和高效的硬件。
這就是為什么一些程序語言專家后來也開始設(shè)計(jì)硬件。比如 Haskell 的創(chuàng)始人之一 Lennart Augustsson，后來設(shè)計(jì)了 BlueSpec，一種高級(jí)的硬件描述語言，可以 100% 的合成 (synthesis) 為硬件電路。Scheme 也被廣泛的使用在硬件設(shè)計(jì)中，比如 Motorola，Cisco 和曾經(jīng)的 Transmeta，它們的芯片設(shè)計(jì)里面含有很多 Scheme 程序。
這基本上就是我對(duì)學(xué)習(xí)程序語言的初步建議。
