欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页

编程语言圣经(卷一)

程序员文章站 2022-03-10 21:49:38
...

第0x00天

上古时期,人类主要使用二进制编程,人类需要记住数据在内存的地址,然后才能进行读写操作。

比如取出地址为0x3A6F27处的值, 以及地址为0x3A6F39处的值,然后把两个值相加起来。

编程语言圣经(卷一)

冗长的、难以记忆的地址让人类痛苦不堪。

仁慈的上帝要解救人类于苦难之中,他说:要有变量 !  用变量表示内存中的值。

编程语言圣经(卷一)

人类不解:“那地址呢?”

上帝送给人类一个叫编译器的宝贝:“不用担心,编译器把背后的脏活累活都干了,这样代码写起来就简单多了!”

x + y

人类非常高兴。

第0x01天

内存中有一段数据,它的值是‭0110 0111 0110 1100 0110 1111 0110 0010‬

部落A的人把它读了出来,说这是32位整数 1735159650

部落B的人也把它读了出来,说这是浮点数数 1.116533*10^24

部落C的人说部落A和部落B都不对,这是一条机器指令

三个部落争论不休。

上帝安慰人类说:你们说得都对!信息=位+上下文。这一串二进制到底表达什么信息,得有上下文才能理解。所以,要有数据类型!

int x ;   //表示x指向的是整数

float y;  //表示y指向的是浮点数

人类非常高兴, 为了方便自己的使用,他们又创造了byte ,boolean , short, char,long 等各种数据类型。

有一小撮人非常怀念以前可以直接操作内存的日子,那才是*自在的生活!

仁慈的上帝决定满足他们:要有指针

int *x;  // x 是整形指针,可以当地址操作了。

x++;    //操作的是地址,而不是值

x--;

这帮人胡作非为,经常把内存搞得一团糟,于是上帝严格限制指针的使用,只让C, C++等少数语言可以用指针操作内存,其他语言不能使用!

第0x02天

人类很快发现,这些基本的数据类型在编程中远远不够, 比如想表达一本书的信息, 需要有名称,作者,书号,价格,出版日期等一堆数据,需要好几个数据类型组合起来才行。

上帝告诉人类说:要有自定义数据类型, 把基本的数据类型组合起来!

type Date{
    int year;
    int month;
    int day;
}

type Book{
    String name;
    String author;
    float price;
    Date publish_date
}

人类非常高兴,为了方便自己使用,他们写出了各种各样的数据类型如Student, Company, Department , Employee, Manager等等。

第0x03天

不满足的人类发现,程序中经常需要对这些自定义类型做操作,这些操作被称为函数。

函数和类型是分开的,很不方便。

上帝说:要有抽象数据类型, 把类型和函数放到一起

type Stack{
    // 数据
    int size;
    int [] values;       
    ......
    // 操作
    void push(int value);
    int pop();
    int size();
}

人类说:“亲爱的上帝, 这是抽象数据类型,只有接口,没有具体实现啊。”

上帝说:“唉,懒惰的人类,不思考的人类啊,我再送你们一个东西: 类(class), 你们在class中写代码实现吧。”

人类非常高兴,把数据和函数放到了一起,实现了很多“类”,List, Stack, Queue, Tree......

第0x04天

人类发现一个class定义好了以后,开始使用的时候就不好改变了, 比如:

class Stack{
    int size;
    int [] values;
    void push(int value){
         ......
    } 
    int pop(){
       ....
    }
}

这个栈只支持push和pop整数,人类想用float型,string型,甚至Student类型,Company类型的栈,还得重新再写一套代码,这实在是太烦人了!

人类说:仁慈的上帝,我们能不能对一个现成的类改变一点点?

上帝说:当然, 要有生成类的类,也就是模板。

class Stack<T>{
    int size;
    T [] values;
    void push(T value){
         ......
    } 
    T pop(){
       ....
    }
}

T 可以是int , String ,Student..... 是一个可以改变的东西。

于是,人类可以这么使用类了 Stack<int>  s,  Stack<String> , Stack<Student> ......

上帝告诉人类两种实现模板的方法,一种是擦除法:

不管你是Stack<String>,还是Stack<Student>,编译后统统变成了 Stack,类型T变成了Object。

class Stack{
    int size ;
    Object [] values;
    ......
}

另外一种是膨胀法,每个类型自动生成一个新的类Stack_int, Stack_String, Stack_Student......

有个叫Java的部落使用擦除法,有个叫C++的部落使用了膨胀法,这些部落每天争论不休, 让上帝头疼不已。

第0x05天

人类出现了特殊的一群人,他们很讨厌在代码中写类型。

他们说:一个变量,在运行时指向什么类型,它就是什么类型,为什么要在代码中写出来呢?多麻烦啊,能不能这样:

// 现在x是整数类型
x = 5;  
// x的类型变了,现在是字符串类型
x = "hello world"   

上帝决定把他们解救出来:要有动态类型, 你可以不声明变量的类型了,变量的类型在运行时来确定。

那些支持类型声明的人很生气,他们自称为静态类型,并且对动态类型展开了强大的攻势:编译器查不到错误,IDE中代码提示弱,代码不好阅读,动态一时爽,重构火葬场......

动态类型的人则攻击静态类型繁琐,代码行数多,开发慢,还得用模板这么无用的东西。

于是静态类型的人开始使用类型推导,原来的代码是这么写的:

InternationalCustomerOrderProcessor<AnonymousCustomer, SimpleOrder<Book>> orderProcessor = createInternationalOrderProcessor(customer, order);

又臭又长, 有了类型推导,现在可以这么写,一下子方便了很多:

var orderProcessor = createInternationalOrderProcessor(customer, order);

支持动态类型的人也不甘示弱,开始在代码中使用类型标注:

def greeting(name: str) -> str:
    return 'Hello ' + name

这个函数的输入参数被标注为是字符串(str),返回值也被标注为字符串。

静态类型的人嘲笑类型标注只在IDE等开发工具中使用,运行时就没有了。

第0x06天

人类的争斗越来越激烈,上帝无法阻止,非常头疼,他决定休息一天。

这就是星期天的来历。

 

后记:本文的思路受到了《代码之髓》的启发,这本书讲了编程中的基本概念,很不错,推荐阅读。