现代编程语言那些让人激动的特性
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发布时间:2022-10-30 13:55
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时间:2023-10-11 17:59
有没有觉得,发展到现在,软件开发行业是越来越成熟了,无论是过程管理、架构方法、设计方法,还是语言、平台、框架、工具等,都发展到了一个前所未有的高度,相关思想和理念也日臻完善,我们真正进入了一个最好的时代。
单就编程语言来说,近些年包括Scala(2003)、Groovy(2003)、Go(2009)、Kotlin(2011)、Swift(2014)等新兴编程语言如雨后春笋版涌现出来,也给我们带来了很多让人眼前一亮的编程特性,甚至Java这等老牌编程语言也是不断推陈出新,编程再也不像过去那般枯燥。
本篇就带大家一起感受一下现代编程语言那些激动人心的特性。
这个特性其实有点早了,但是也是很早就让人感动的语言特性了,熟悉Javascript的同学应该对它很了解。Javascript语言具有动态性,我们可以随时为类的某个实例添加方法,也可以利用动态原型,为类的所有实例添加方法,有没有感觉扩展类的实现变得非常方便了呢?
扩展和原型很像,允许我们在不修改或继承类的情况下,将新的函数方法添加到原类中。这个特性较早见于C#这门语言,目前在Kotlin、Swift中均可以看到。这里顺便说一下C#,当时C#出来的时候,不得不说很多特性是非常棒的,包括扩展方法、泛型、分部类等等,比Java好不要太多。像Kotlin,不仅可以扩展类的方法,还可以扩展类的属性。
前两个都是关于扩展代码的,这里再来一个。我们知道Java 1.8以来,接口interface里的方法可以有自己的默认实现了,大大方便了实现类,减少了重复代码。相对于Java的这个实现是显示的,Go语言的接口实现可以是隐式的,添加隐式实现后,所有继承的结构(Go没有类,都是结构struct)都可以调用这个方法,和前面的两个特性有异曲同工之妙,下面我们对比看一下。
C语言就有宏的概念,通过 #define 定义,然后在代码中进行替换。宏作为Rust语言的高级特性,可以操作语法单元,是一种通过编写代码来生成代码的方式,被称作“元编程”(meta programming)。相对于函数,宏可以接受任意多个参数,可以减少重复代码,定义DSL。宏语法比较复杂,难以编写和调试,以至于在Rust文档中说,宏将是其最后的特性。
当你回想写代码枯燥的时候,应该会想到为字段编写getter、setter吧?较早的时候,C#就意识到了这个问题,贴心地推出了自动属性这个语法糖。而Java开发者则是通过Eclipse、IDEA这样的开发工具来自动生成getter、setter代码。当然,现在也可以依赖Lombook包,使用lombok的注解@Getter @Setter来编译时生成相关代码。
据说空指针异常是软件业最贵的异常,价值10亿美元。你有没有为处理调用链中的null值而烦恼过?又或者被伤害过?Kotlin会在编译期提示对可能为null变量的不安全使用,也提供了Elvis 操作符 ?: 来方便地处理null值。而有了可选链,就舒服多了。可选链语法应该较早出现在JavaScript语言中,新兴语言Swift也提供了这一省心的特性。Swift英明地决定变量是不允许直接存储NIL值,当然也提供了optionals的装箱功能允许将NIL或其它值包装起来,方便有时使用。
输入乃万恶之源,函数首要的事情就是检查不规范和不安全的输入,这也是卫语句的来历。Swift语言为此提供了专门的卫语句语法,有了它的贴身防护,整个代码都干爽多了,剧烈运动都不怕,不信往下瞧:
如果要评选最酷的语言特性,那么Lambda表达式必须获得提名。Lambda表达式很早就出现在Lisp语言中,python也有,在后来的C#语言大放异彩,又一次狠狠地羞辱了不长进的Java,而Java也终于在1.8版本后加入了这一特性,甚至C++ 11也光荣地上车了。
我们知道编程语言有静态和动态之分,静态语言如Java 、 C# 、 C 和 C++,动态语言如Perl,Python,JavaScript,Ruby 和 PHP等,多数为脚本语言。而融合了静态和动态特性的语音,就被称为渐进式语言,如TypeScript、Common LISP、Dylan、Cecil、Visual Basic.NET、Bigloo Scheme、Strongtalk等。静态类型检查可以尽早地发现 BUG,动态类型检查可以方便地处理依赖于运行时信息的值的类型。 渐进式语言允许类型注释来控制程序的一部分使用静态类型检查,而另一部分为动态检查,更具灵活性。 Python从3.5开始引入了对静态类型检查的支持。
在面向对象的编程语言中,状态是计算的基础。由于可变状态的存在,在编写高并发,多线程代码时,无法知道并行进行的诸多状态读写中是否有顺序上的错误,而且这种错误又是难以察觉的,而不变性则规避了这个问题。 不变性是函数式编程的基础,不变性意味着函数没有副作用,无论多少次执行,相同的输入就意味着相同的输出,所有线程都可以无所顾忌的执行同一个函数的代码,代码更像数学函数,更易理解和测试。
String就是构建在Java语言内核中的不可变类的一个典型例子。Java 的 CopyOnWrite系列容器类也是利用了不变性增强了并发安全性。Java可以通过final修饰符实现类和变量的不可变。而Scala、Swift、Groovy等语言也有各自的语法实现不可变的变量和类。
多重分派是一些编程语言的特性,其中的函数或者方法,可以在运行时间(动态的)使用一个或多个实际参数的组合特征,路由动态分派至实现函数或方法。多重分派主要区别于我们常见的重载方法,重载方法是在编译期就绑定了,而多重分派是在运行期分派的。Lisp、Julia、C#、Groovy等语言内建多分派特性,JavaScript、Python和C等语言通过扩展支持多分派。 多重分派可以避免我们写很多分支条件,而是更直观地用对象类型表达,使代码变得可读性更好并且较少发生错误。
前面几个特性是不是略显沉闷,那么来看一下这个激动一下。解构这一语法特性用于从数组索引或对象属性创建变量,简直帅到飞起。
爱写单元测试的同学有福了,这个绝壁是重磅*,在生产代码里夹着测试代码,你有想过这么写测试吗?谁想的?简直脑洞打开啊!该特性在Pyret语言中,Pyret旨在作为编程教育的杰出选择,同时 探索 脚本和函数式编程的融合。
如果内联测试没有让你震惊,D语言内联编译期的这个特性绝对会让你惊掉下巴,基于该特性,开发人员可以直接在D语言中嵌入汇编代码,彻底放飞自我了,俺滴亲娘啊!受不了!受不了!顺便说一下,D语言比较小众,是C++的一个改进型,它包括了按合约设计、垃圾回收、关联数组、数组切片和惰性求值等特性。
好吧,我们看点其它的来压压惊吧。尽管Kotlin语言也说自己实现了模式匹配,但是实际上只是一点点帅,真正帅的是 Elixir语言的模式匹配,Elixir作为一种在Erlang OTP上运行的动态类型语言,将模式匹配提升到了一个全新的水平。
在编程语法上,Python真是个神一样的存在,for循环都能写出花来。
Java 8 中提供了Stream API特性, Stream 使用一种类似用 SQL 语句从数据库查询数据的直观方式,来提供一种对 Java 集合运算和表达的高阶抽象。事实上这个特性C#早就有了(Java又躺*一次)。不得不说,利用这个特性写出来的代码,看上去还真的是很流利的。