我只會(huì) Java 一門(mén)語(yǔ)言夠用嗎？

• 面向?qū)ο笥脕?lái)組織程序是好，但我用C
• 我用C++，函數(shù)式編程的好，跟我有什么關(guān)系
• 動(dòng)態(tài)語(yǔ)言那些特性很好，可惜我用Java
• ……

如果你這么想，說(shuō)明你被自己的看家本事給局限住了，這種思維方式會(huì)讓你即便學(xué)到了更多好東西，也無(wú)可奈何。

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之間沒(méi)那么涇渭分明，多學(xué)幾門(mén)才能打破語(yǔ)言局限，讓設(shè)計(jì)更好落地?？筛鶕?jù)項(xiàng)目特點(diǎn)選擇合適語(yǔ)言，也可以將其它語(yǔ)言一些優(yōu)秀的地方借鑒過(guò)來(lái)。Andrew Hunt和David Thomas在《程序員修煉之道》（The Pragmatic Programmer）中給程序員們提了一項(xiàng)重要的建議：每年至少學(xué)習(xí)一門(mén)新語(yǔ)言。

語(yǔ)言那么多，我要一個(gè)一個(gè)都學(xué)過(guò)去嗎？學(xué)語(yǔ)言到底在學(xué)啥？

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言本身也是一個(gè)軟件，它也包含模型、接口和實(shí)現(xiàn)。學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言主要是為了學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言提供的編程模型，比如：不同的程序組織方式，不同的控制結(jié)構(gòu)等等。不同編程模型會(huì)帶給你不同思考方式。

1 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言發(fā)展簡(jiǎn)史

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言都是圖靈完備：語(yǔ)言指定的數(shù)據(jù)操作規(guī)則能夠?qū)崿F(xiàn)圖靈機(jī)的全部功能。圖靈機(jī)是所有程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言最底層的模型，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言都是在這個(gè)基礎(chǔ)上生長(zhǎng)，包括計(jì)算機(jī)用0、1編碼。

計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的都是0、1，但用0、1寫(xiě)代碼太麻煩。所以，計(jì)算機(jī)誕生之初，就產(chǎn)生匯編語(yǔ)言，將那些0101操作符變成更容易記住的ADD、MOV等指令。

后來(lái)發(fā)現(xiàn)匯編寫(xiě)程序也痛苦，只有對(duì)計(jì)算機(jī)了如指掌，才能寫(xiě)好匯編。即便你熟練掌握一種計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，換成另外一種計(jì)算機(jī)，也得從頭學(xué)。

高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言登場(chǎng)。

第一門(mén)高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Fortran，為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)開(kāi)始擁有類(lèi)型（類(lèi)型就是一種對(duì)內(nèi)存數(shù)據(jù)的解釋方式）。人們逐漸認(rèn)識(shí)到高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言對(duì)開(kāi)發(fā)效率提高。

早期程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言探索的集大成者就是C，它提供對(duì)計(jì)算機(jī)而言最恰當(dāng)抽象，屏蔽了計(jì)算機(jī)硬件諸多細(xì)節(jié)。隨高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言發(fā)展，門(mén)檻逐步降低，可開(kāi)發(fā)的程序規(guī)模膨脹。搭著C語(yǔ)言的便車(chē)將面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)風(fēng)格成為主流，即C++。

各種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言已屏蔽很多細(xì)節(jié)，但內(nèi)存管理始終沒(méi)有得到很好解決。人們?cè)缇驮趪L試各種屏蔽內(nèi)存管理的方式，但因早期計(jì)算機(jī)硬件性能有限，沒(méi)有一種成為行業(yè)主流。

后來(lái)，計(jì)算機(jī)硬件能力得到大幅提升，這讓那些在故紙堆里的技術(shù)又煥發(fā)了新的活力。該階段勝者Java，一方面，支持面向?qū)ο缶幊?；還有垃圾回收機(jī)制——一種內(nèi)存管理的方式。

Java之路也很坎坷，因?yàn)樗缙谠趥€(gè)人電腦上的嘗試并不算成功。后來(lái)選擇了企業(yè)級(jí)開(kāi)發(fā)的賽道，才有機(jī)會(huì)展現(xiàn)自己的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)槠髽I(yè)級(jí)服務(wù)器本身性能優(yōu)于個(gè)人電腦，對(duì)Java有更高的容忍度，它才得到了機(jī)會(huì)，不斷進(jìn)行自身的優(yōu)化。

當(dāng)硬件不再是程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的發(fā)展障礙之后，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言又該如何發(fā)展呢？

從前面的歷程不難看出，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的發(fā)展就是一個(gè)“逐步遠(yuǎn)離計(jì)算機(jī)硬件，向著待解決的問(wèn)題靠近”的過(guò)程。所以，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言接下來(lái)的發(fā)展方向就是探索怎么更好地解決問(wèn)題了。

前面說(shuō)的這些只是程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言發(fā)展的主流路徑。

還有一條不那么主流的路徑也一直在發(fā)展，就是函數(shù)式編程的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，這方面的代表就是LISP。在這條路上，剛開(kāi)始，很多人都是偏學(xué)術(shù)風(fēng)格的，關(guān)心解決方案是否優(yōu)雅，也就是說(shuō)，如何解決問(wèn)題，如何一層層構(gòu)建抽象。也探索更多可能，垃圾回收機(jī)制就是從這里來(lái)的。但同樣受限于當(dāng)時(shí)硬件的性能，這條路上的探索在很長(zhǎng)一段時(shí)間之內(nèi)都只是一個(gè)小眾游戲。

當(dāng)硬件的性能不再成為阻礙，如何解決問(wèn)題開(kāi)始變得越來(lái)越重要時(shí)，函數(shù)式編程終于和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言發(fā)展的主流匯合了。促進(jìn)函數(shù)式編程引起廣泛重視也還有一個(gè)硬件因素：多核。

多核的出現(xiàn)，本身是IT行業(yè)應(yīng)對(duì)CPU發(fā)展進(jìn)入瓶頸期的一個(gè)解決方案，但它卻打破了很多程序員只習(xí)慣于利用一個(gè)CPU寫(xiě)程序的傳統(tǒng)方式。

為了利用多核的優(yōu)勢(shì)，人們探索了各種方案，今天看到的各種并發(fā)模型、異步模型等解決方案都從那時(shí)開(kāi)始得到了蓬勃的發(fā)展。函數(shù)式編程在這個(gè)方面的探索就是利用自己聲明式的表達(dá)方式屏蔽了硬件差異。讓人們注意到函數(shù)式編程的價(jià)值的就是著名的MapReduce。

函數(shù)式編程興起，讓那些在函數(shù)式編程社區(qū)的探索隨之興起，比如，聲明式編程、DSL、元編程等等。一些后出現(xiàn)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言開(kāi)始將面向?qū)ο蠛秃瘮?shù)式編程二者融合起來(lái)，比如Scala。而像Java和C++這些“老戰(zhàn)士”則逐漸地將函數(shù)式編程的支持加入到語(yǔ)言之中。

相比于這些“正規(guī)軍”，還有一股力量也逐漸從邊緣走上了舞臺(tái)，這就是動(dòng)態(tài)語(yǔ)言，代表語(yǔ)言有 Perl、Python、Ruby、PHP等等。以前，人們更喜歡用“腳本語(yǔ)言”稱(chēng)呼這類(lèi)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，這個(gè)名字表明，它就是為了簡(jiǎn)單地解決一些特定的問(wèn)題而出現(xiàn)的。所以，在人們心目中，它們顯得并不那么正式。但它們簡(jiǎn)單、輕巧的特性有效地降低了入門(mén)的門(mén)檻，也贏得了一大批擁躉。

語(yǔ)言的發(fā)展就是一個(gè)互相學(xué)習(xí)和借鑒的過(guò)程。以前，動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的弱項(xiàng)在于不適用于規(guī)模比較大的工程，而近些年來(lái)，隨著動(dòng)態(tài)語(yǔ)言用戶(hù)的增多，配套的工具也逐漸多了起來(lái)，動(dòng)態(tài)語(yǔ)言項(xiàng)目的規(guī)模也逐漸增大。而在主航道的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，也紛紛向動(dòng)態(tài)語(yǔ)言學(xué)習(xí)，努力地簡(jiǎn)化代碼編寫(xiě)的難度，比如，Java和C++都開(kāi)始支持類(lèi)型推演（Type Inference），目的就是讓程序員少敲幾個(gè)字符。

把程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言當(dāng)作一個(gè)軟件，它的發(fā)展歷程就是一個(gè)逐漸添加新模型的過(guò)程，而其發(fā)展的結(jié)果就是如今的開(kāi)發(fā)門(mén)檻越來(lái)越低，能夠開(kāi)發(fā)的程序規(guī)模越來(lái)越大。

2 語(yǔ)法都是語(yǔ)法糖

C語(yǔ)言提供了對(duì)匯編指令直接的封裝。C++先是提供了面向?qū)ο螅髞?lái)又提供了泛型編程。Java把內(nèi)存管理從開(kāi)發(fā)者面前去掉了，后來(lái)引入的Annotation可以進(jìn)行聲明式編程。Ruby提供了動(dòng)態(tài)類(lèi)型，以及由Ruby on Rails引導(dǎo)出的DSL風(fēng)格。Scala和Clojure提供了函數(shù)式編程。Rust提供了新的內(nèi)存管理方式，而Libra提供的Move語(yǔ)言則把它進(jìn)一步抽象成了資源的概念。既然學(xué)習(xí)新的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是為了學(xué)習(xí)新的編程模型，反過(guò)來(lái)也可以說(shuō)，不提供新編程模型的語(yǔ)言是不值得刻意學(xué)習(xí)的。如果你已經(jīng)學(xué)會(huì)了一兩門(mén)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，學(xué)習(xí)一門(mén)新的語(yǔ)言其實(shí)并不困難，因?yàn)槊糠N語(yǔ)言提供的新模型是有限的，基本的元素類(lèi)似，無(wú)非用不同關(guān)鍵字。

所以，學(xué)習(xí)新語(yǔ)言，只是在做增量的學(xué)習(xí)，思維負(fù)擔(dān)并沒(méi)那么沉重。一旦對(duì)于程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的模型有了新的認(rèn)識(shí)，你就能理解一件事：一切語(yǔ)法都是語(yǔ)法糖。

語(yǔ)法糖（Syntactic sugar）是英國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家彼得·蘭丁發(fā)明的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，指的是那些為了方便程序員使用的語(yǔ)法，它對(duì)語(yǔ)言的功能沒(méi)有影響。

懂得了語(yǔ)法糖的道理，要想更好地理解程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，一種好的做法就是打開(kāi)語(yǔ)法糖，了解一下語(yǔ)法是怎么實(shí)現(xiàn)的：

類(lèi)型是一種對(duì)內(nèi)存的解釋方式。class/struct是把有相關(guān)性的數(shù)據(jù)存放到一起的一種數(shù)據(jù)組織方式。Groovy、Scala、Kotlin、Clojure等JVM上的新語(yǔ)言，提供了一種不同于Java的封裝JVM的方式。……

3 總結(jié)

語(yǔ)言的發(fā)展并非一蹴而就，而是一個(gè)漸進(jìn)式的發(fā)展歷程。一些新的嘗試總會(huì)在一些不起眼的地方冒出來(lái)，而且語(yǔ)言之間也在相互借鑒。

如果你能每年學(xué)習(xí)一門(mén)新語(yǔ)言，起初，你可以了解不同的編程模型。當(dāng)你的積累足夠多了，學(xué)習(xí)語(yǔ)言就是在跟蹤程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的最新發(fā)展了。

當(dāng)你手里有了足夠多的“武器”時(shí)，你就可以打開(kāi)思路，運(yùn)用不同的方式解決問(wèn)題了，甚至把其它語(yǔ)言的好東西，借鑒到自己使用的語(yǔ)言中。

學(xué)習(xí)不同的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可以幫助我們更好地落地設(shè)計(jì)，也可以讓我們向不同的語(yǔ)言借鑒優(yōu)秀的方面。

我們簡(jiǎn)要地了解了程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的發(fā)展歷史，從最開(kāi)始的對(duì)機(jī)器模型的封裝，到今天不斷降低的開(kāi)發(fā)門(mén)檻，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的演化從未停止。我們也看到各種不同的編程風(fēng)格在經(jīng)歷了最初各自獨(dú)立的發(fā)展之后，開(kāi)始慢慢融合。

對(duì)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言發(fā)展的了解，可以幫助我們理解一件事：一切語(yǔ)法都是語(yǔ)法糖。新的語(yǔ)法通常是在既有的結(jié)構(gòu)上不斷添加出來(lái)的，為的是簡(jiǎn)化代碼的編寫(xiě)。

《程序員修煉之道》鼓勵(lì)程序員們每年至少學(xué)習(xí)一門(mén)新語(yǔ)言，主要是為了讓我們?nèi)W(xué)習(xí)新的編程模型，而不提供新編程模型的語(yǔ)言不值得刻意去學(xué)習(xí)。

不過(guò)，這就需要你對(duì)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有著更深的理解。

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