這個(gè)系列的起因是這樣的，王垠寫了一篇噴go的博客http://www.yinwang.org/blog-cn/2013/04/24/go-language/，里面說(shuō)go已經(jīng)爛到無(wú)可救藥了，已經(jīng)懶得說(shuō)了，所以讓大家去看http://www.mindomo.com/view.htm?m=8cc4f95228f942f8886106d876d1b041，里面有詳細(xì)的解釋。然后這篇東西被發(fā)上了微博，很多博友立刻展示了人性丑陋的一面：
1、那些go的擁護(hù)者們，因?yàn)間o被噴了，就覺(jué)得自己的人格受到了侮辱一樣，根本來(lái)不及看到最后一段的鏈接，就開始張牙舞爪。
2、王垠這個(gè)人的確是跟人合不來(lái)，所以很多人就這樣斷定他的東西“毫無(wú)參考價(jià)值”。

不過(guò)說(shuō)實(shí)話，文章里面是噴得有點(diǎn)不禮貌，這也在一定程度上阻止了那些不學(xué)無(wú)術(shù)的人們繼續(xù)閱讀后面的精華部分。如果所有的文章都這樣那該多好啊，那么爛人永遠(yuǎn)都是爛人，不糾正自己的心態(tài)永遠(yuǎn)獲得不了任何有用的知識(shí)，永遠(yuǎn)過(guò)那種月入一蛆的日子，用垃圾的語(yǔ)言痛苦的寫一輩子沒(méi)價(jià)值的程序。

廢話就說(shuō)到這里了，下面我來(lái)說(shuō)說(shuō)我自己對(duì)于語(yǔ)言的觀點(diǎn)。為什么要設(shè)計(jì)一門新語(yǔ)言？原因無(wú)非就兩個(gè)，要么舊的語(yǔ)言實(shí)在是讓人受不了，要么是針對(duì)領(lǐng)域設(shè)計(jì)的專用語(yǔ)言。后一種我就不講了，因?yàn)槿绻麤](méi)有具體的領(lǐng)域知識(shí)的話，這種東西永遠(yuǎn)都做不好（譬如SQL永遠(yuǎn)不可能出自一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)很爛的人手里），基本上這不是什么語(yǔ)言設(shè)計(jì)的問(wèn)題。所以這個(gè)系列只會(huì)針對(duì)前一種情況——也就是設(shè)計(jì)一門通用的語(yǔ)言。通用的語(yǔ)言其實(shí)也有自己的“領(lǐng)域”，只是太多了，所以被淡化了。縱觀歷史，你讓一個(gè)只做過(guò)少量的領(lǐng)域的人去設(shè)計(jì)一門語(yǔ)言，如果他沒(méi)有受過(guò)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言理論的系統(tǒng)教育，那只能做出屎。譬如說(shuō)go就是其中一個(gè)——雖然他爹很牛逼，但反正不包含“設(shè)計(jì)語(yǔ)言”這個(gè)事情。

因此，在21世紀(jì)你還要做一門語(yǔ)言，無(wú)非就是對(duì)所有的通用語(yǔ)言都不滿意，所以你想自己做一個(gè)。不滿意體現(xiàn)在什么方面？譬如說(shuō)C#的原因可能就是他爹不夠帥啦，譬如說(shuō)C++的原因可能就是自己智商太低hold不住啦，譬如說(shuō)Haskell的原因可能就是用的人太少招不到人啦，譬如說(shuō)C的原因可能就是實(shí)在是無(wú)法完成人和抽象所以沒(méi)有l(wèi)inus的水平的人都會(huì)把C語(yǔ)言寫成屎但是你又招不到linus啦，總之有各種各樣的原因。不過(guò)排除使用者的智商因素來(lái)講，其實(shí)有幾個(gè)語(yǔ)言我還是很欣賞的——C++、C#、Haskell、Rust和Ruby。如果要我給全世界的語(yǔ)言排名，前五名反正是這五個(gè)，雖然他們之間可能很難決出勝負(fù)。不過(guò)就算如此，其實(shí)這些語(yǔ)言也有一些讓我不爽的地方，讓我一直很想做一個(gè)新的語(yǔ)言（來(lái)給自己用（？）），證據(jù)就是——“看我的博客”。

那么。一個(gè)好的語(yǔ)言的好，體現(xiàn)在什么方面呢？一直以來(lái)，人們都覺(jué)得，只有庫(kù)好用，語(yǔ)言才會(huì)好用。其實(shí)這完全是顛倒了因果關(guān)系，如果沒(méi)有好用的語(yǔ)法，怎么能寫出好用的庫(kù)呢？要找例子也很簡(jiǎn)單，只要比較一下Java和C#就夠了。C#的庫(kù)之所以好用，跟他語(yǔ)言的表達(dá)能力強(qiáng)是分不開的，譬如說(shuō)linq（，to xml，to sql，to parser，etc），譬如說(shuō)WCF（僅考慮易用性部分），譬如說(shuō)WPF。Java能寫得出來(lái)這些庫(kù)嗎？硬要寫還是可以寫的，但是你會(huì)發(fā)現(xiàn)你無(wú)論如何都沒(méi)辦法把他們做到用起來(lái)很順手的樣子，其實(shí)這都是因?yàn)镴ava的語(yǔ)法垃圾造成的。這個(gè)時(shí)候可以抬頭看一看我上面列出來(lái)的五種語(yǔ)言，他們的特點(diǎn)都是——因?yàn)檎Z(yǔ)法的原因，庫(kù)用起來(lái)特別爽。

當(dāng)然，這并不要求所有的人都應(yīng)該把語(yǔ)言學(xué)習(xí)到可以去寫庫(kù)。程序員的分布也是跟金字塔的結(jié)構(gòu)一樣的，庫(kù)讓少數(shù)人去寫就好了，大多數(shù)人盡管用，也不用學(xué)那么多，除非你們想成為寫庫(kù)的那些。不過(guò)最近有一個(gè)很不好的風(fēng)氣，就是有些人覺(jué)得一個(gè)語(yǔ)言難到自己無(wú)法【輕松】成為寫庫(kù)的人，就開始說(shuō)他這里不好那里不好了，具體都是誰(shuí)我就不點(diǎn)名了，大家都知道，呵呵呵。

好的語(yǔ)言，除了庫(kù)寫起來(lái)又容易又好用以外，還有兩個(gè)重要的特點(diǎn)：容易學(xué)，容易分析。關(guān)于容易學(xué)這一點(diǎn)，其實(shí)不是說(shuō)，你隨便看一看就能學(xué)會(huì)，而是說(shuō)，只要你掌握了門道，很多未知的特性你都可以猜中。這就有一個(gè)語(yǔ)法的一致性問(wèn)題在里面了。語(yǔ)法的一致性問(wèn)題，是一個(gè)很容易讓人忽略的問(wèn)題，因?yàn)樗幸驗(yàn)檎Z(yǔ)法的一致性不好而引發(fā)的錯(cuò)誤，原因都特別的隱晦，很難一眼看出來(lái)。這里我為了讓大家可以建立起這個(gè)概念，我來(lái)舉幾個(gè)例子。

第一個(gè)例子是我們喜聞樂(lè)見(jiàn)的C語(yǔ)言的指針變量定義啦：

int a, *b, **c;

相信很多人都被這種東西坑過(guò)，所以很多教科書都告訴我們，當(dāng)定義一個(gè)變量的時(shí)候，類型最后的那些星號(hào)都要寫在變量前面，避免讓人誤解。所以很多人都會(huì)想，為什么要設(shè)計(jì)成這樣呢，這明顯就是挖個(gè)坑讓人往下跳嘛。但是在實(shí)際上，這是一個(gè)語(yǔ)法的一致性好的例子，至于為什么他是個(gè)坑，問(wèn)題在別的地方。

我們都知道，當(dāng)一個(gè)變量b是一個(gè)指向int的指針的時(shí)候，*b的結(jié)果就是一個(gè)int。定義一個(gè)變量int a;也等于在說(shuō)“定義a是一個(gè)int”。那我們來(lái)看上面那個(gè)變量聲明：int *b;。這究竟是在說(shuō)什么呢？其實(shí)真正的意思是“定義*b是一個(gè)int”。這種“定義和使用相一致”的方法其實(shí)正是我們要推崇的。C語(yǔ)言的函數(shù)定義參數(shù)用逗號(hào)分隔，調(diào)用的時(shí)候也用逗號(hào)分隔，這是好的。Pascal語(yǔ)言的函數(shù)定義參數(shù)用分號(hào)分隔，調(diào)用的時(shí)候用逗號(hào)分隔，這個(gè)一致性就少了一點(diǎn)。

看到這里你可能會(huì)說(shuō)，你怎么知道C語(yǔ)言他爹就是這么想的呢？我自己覺(jué)得如果他不是這么想的估計(jì)也不會(huì)差到哪里去，因?yàn)檫€有下面一個(gè)例子：

int F(int a, int b); int (*f)(int a, int b);

這也是一個(gè)“定義和使用相一致”的例子。就第一行代碼來(lái)說(shuō)，我們要如何看待“int F(int a, int b);”這個(gè)寫法呢？其實(shí)跟上面一樣，他說(shuō)的是“定義F(a, b)的結(jié)果為int”。至于a和b是什么，他也告訴你：定義a為int，b也為int。所以等價(jià)的，下面這一行也是“定義(*f)(a, b)的結(jié)果為int”。函數(shù)類型其實(shí)也是可以不寫參數(shù)名的，不過(guò)我們還是鼓勵(lì)把參數(shù)名寫進(jìn)去，這樣Visual Studio的intellisense會(huì)讓你在敲“(”的時(shí)候把參數(shù)名給你列出來(lái)，你看到了提示，有時(shí)候就不需要回去翻源代碼了。

關(guān)于C語(yǔ)言的“定義和使用相一致”還有最后一個(gè)例子，這個(gè)例子也是很美妙的：

int a; typedef int a;int (*f)(int a, int b); typedef int (*f)(int a, int b);

typedef是這樣的一個(gè)關(guān)鍵字：他把一個(gè)符號(hào)從變量給修改成了類型。所以每當(dāng)你需要給一個(gè)類型名一個(gè)名字的時(shí)候，就先想一想，怎么定義一個(gè)這個(gè)類型的變量，寫出來(lái)之后往前面加個(gè)typedef，事情就完成了。

不過(guò)說(shuō)實(shí)話，就一致性來(lái)講，C語(yǔ)言也就到此為止了。至于說(shuō)為什么，因?yàn)樯厦孢@幾條看起來(lái)很美好的“定義和使用相一致”的規(guī)則是不能組合的，譬如說(shuō)看下面這一行代碼：

typedef int(__stdcall*f[10])(int(*a)(int, int)); 這究竟是個(gè)什么東西呢，誰(shuí)看得清楚呀！而且這也沒(méi)辦法用上面的方法來(lái)解釋了。究其原因，就是C語(yǔ)言采用的這種“定義和使用相一致”的手法剛好是一種解方程的手法。譬如說(shuō)int *b;定義了“*b是int”，那b是什么呢，我們看到了之后，都得想一想。人類的直覺(jué)是有話直說(shuō)開門見(jiàn)山，所以如果我們知道int*是int的指針，那么int* b也就很清楚了——“b是int的指針”。

因?yàn)镃語(yǔ)言的這種做法違反了人類的直覺(jué)，所以這條本來(lái)很好的原則，采用了錯(cuò)誤的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，結(jié)果就導(dǎo)致了“坑”的出現(xiàn)。因?yàn)榇蠹叶剂?xí)慣“int* a;”，然后C語(yǔ)言告訴大家其實(shí)正確的做法是“int *a;”，那么當(dāng)你接連的出現(xiàn)兩三個(gè)變量的時(shí)候，問(wèn)題就來(lái)了，你就掉坑里去了。

這個(gè)時(shí)候我們?cè)倩仡^看一看上面那一段長(zhǎng)長(zhǎng)的函數(shù)指針數(shù)組變量的聲明，會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)在這種時(shí)候，C語(yǔ)言還是希望你把它看成“int* b;”的這種形式的：f是一個(gè)數(shù)組，數(shù)組返回了一個(gè)函數(shù)指針，函數(shù)返回int，函數(shù)的參數(shù)是int(*a)(int, int)所以他還是一個(gè)函數(shù)指針。

我們?yōu)槭裁磿?huì)覺(jué)得C語(yǔ)言在這一個(gè)知識(shí)點(diǎn)上特別的難學(xué)，就是因?yàn)樗瑫r(shí)混用了兩種原則來(lái)設(shè)計(jì)語(yǔ)法。那你說(shuō)好的設(shè)計(jì)是什么呢？讓我們來(lái)看看一些其它的語(yǔ)言的作法：

C++: function<int __stdcall(function<int(int, int)>)> f[10];C#: Func<Func<int, int, int>, int>[] f;Haskell: f :: [(int->int->int)->int]Pascal: var f : array[0..9] of function(a : function(x : integer; y : integer):integer):integer;

這些語(yǔ)言的做法，雖然并沒(méi)有遵守“定義和使用相一致”的原則，但是他們比C語(yǔ)言好的地方在于，他們只采用一種原則——這就比好的和壞的混在一起要強(qiáng)多了（這一點(diǎn)go也是，做得比C語(yǔ)言更糟糕）。

當(dāng)然，上面這個(gè)說(shuō)法對(duì)Haskell來(lái)說(shuō)其實(shí)并不公平。Haskell是一種帶有完全類型推導(dǎo)的語(yǔ)言，他不認(rèn)為類型聲明是聲明的一部分，他把類型聲明當(dāng)成是“提示”的一部分。所以實(shí)際上當(dāng)你真的需要一個(gè)這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的函數(shù)的時(shí)候，實(shí)際上你并不會(huì)真的去把它的類型寫出來(lái)，而是通過(guò)寫一個(gè)正確的函數(shù)體，然后讓Haskell編譯器幫你推導(dǎo)出正確的類型。我來(lái)舉個(gè)例子：

superApply fs x = (foldr id (.) fs) x

關(guān)于foldr有一個(gè)很好的理解方法，譬如說(shuō)foldr 0 (+) [1,2,3,4]說(shuō)的就是1 + (2 + (3 + (4 + 0)))。而(.)其實(shí)是一個(gè)把兩個(gè)函數(shù)合并成一個(gè)的函數(shù)：f (.) g = \x->f(g( x ))。所以上述代碼的意思就是，如果我有下面的三個(gè)函數(shù)：

add1 x = x + 1 mul2 x = x * 2 sqr x = x * x

那么當(dāng)我寫下下面的代碼的時(shí)候：

superApply [sqr, mul2, add1] 1 的時(shí)候，他做的其實(shí)是sqr(mul2(add1(1)) = ((1+1)*2) * ((1+1)*2) = 16。當(dāng)然，Haskell還可以寫得更直白：
superApply [(\x->x*x), (*2), (+1)] 1

Haskell代碼的簡(jiǎn)潔程度真是喪心病狂啊，因?yàn)槿绻覀円肅++來(lái)寫出對(duì)應(yīng)的東西的話（C語(yǔ)言的參數(shù)無(wú)法是一個(gè)帶長(zhǎng)度的數(shù)組類型所以其實(shí)是寫不出等價(jià)的東西的），會(huì)變成下面這個(gè)樣子：

template<typename T> T SuperApply(const vector<function<T(T)>>& fs, const T& x) {T result = x;for(int i=fs.size()-1; i>=0; i--){result = fs[i](result);}return result; }

C++不僅要把每一個(gè)步驟寫得很清楚，而且還要把類型描述出來(lái)，整個(gè)代碼就變得特別的混亂。除此之外，C++還沒(méi)辦法跟Haskell一樣吧三個(gè)函數(shù)直接搞成一個(gè)vector然后送進(jìn)這個(gè)SuperApply里面直接調(diào)用。當(dāng)然有人會(huì)說(shuō)，這還不是因?yàn)镠askell里面有foldr嘛。那讓我們來(lái)看看同樣有foldr（reverse + aggregate = foldr）的C#會(huì)怎么寫：

T SuperApply<T>(Func<T, T>[] fs, T x) {return (fs.Reverse().Aggregate(x=>x, (a, b)=>y=>b(a(y))))(x); }

C#基本上已經(jīng)達(dá)到跟Haskell一樣的描述過(guò)程了，而且也可以寫出下面的代碼了，就是無(wú)論聲明和使用的語(yǔ)法的噪音稍微有點(diǎn)大……

SuperApply(new Func<T, T>[]{x=>x*x,x=>x*2,x=>x+1}, 1);

為什么要在討論語(yǔ)法的一致性的時(shí)候說(shuō)這些問(wèn)題呢，在這里我想向大家展示Haskell的另一種“定義和使用相一致”的做法。Haskell整個(gè)語(yǔ)言都要用pattern matching去理解，所以上面的這段代碼

superApply fs x = (foldr id (.) fs) x 說(shuō)的是，凡是你出現(xiàn)類似superApply a b的這種“pattern”，你都可以把它當(dāng)成(foldr id (.) a) b來(lái)看。譬如說(shuō)
superApply [(\x->x*x), (*2), (+1)] 1 其實(shí)就是
(foldr id (.) [(\x->x*x), (*2), (+1)]) 1 只要superApply指的是這個(gè)函數(shù)，那無(wú)論在什么上下文里面， 你都可以放心的做這種替換而程序的意思絕對(duì)不會(huì)有變化——這就是haskell的帶有一致性的原則。那讓我們來(lái)看看Haskell是如何執(zhí)行他這個(gè)一致性的。在這里我們需要知道一個(gè)東西，就是如果我們有一個(gè)操作符+，那我們要把+當(dāng)成函數(shù)來(lái)看，我們就要寫(+)。如果我們有一個(gè)函數(shù)f，如果我們要把它當(dāng)成操作符來(lái)看，那就要寫成`f`（這是按鍵！左邊的那個(gè)符號(hào)）。因此Haskell其實(shí)允許我們做下面的聲明：
(Point x y) + (Point z w) = Point (x+z) (y+w) (+) (Point x y) (Point z w) = Point (x+z) (y+w)(Point x y) `Add` (Point z w) = Point (x+z) (y+w) Add (Point x y) (Point z w) = Point (x+z) (y+w)

斐波那契數(shù)列的簡(jiǎn)單形式甚至還可以這么寫：

f 1 = 1 f 2 = 1 f (n+2) = f(n+1) + f(n)

甚至連遞歸都可以寫成：

GetListLength [] = 0 GetListLength (x:xs) = 1 + GetListLength xs

Haskell到處都貫徹了“函數(shù)和操作符的替換關(guān)系”和“pattern matching”兩個(gè)原則來(lái)做“定義和實(shí)現(xiàn)相一致”的基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)比C語(yǔ)言那個(gè)做了一半的混亂的原則要好得多的原則。

有些人可能會(huì)說(shuō)，Haskell寫遞歸這么容易，那會(huì)不會(huì)因?yàn)楣膭?lì)人們寫遞歸，而整個(gè)程序充滿了遞歸，很容易stack overflow或者降低運(yùn)行效率呢？在這里你可以往上翻，在這篇文章的前面有一句話“好的語(yǔ)言，除了庫(kù)寫起來(lái)又容易又好用以外，還有兩個(gè)重要的特點(diǎn)：容易學(xué)，容易分析?！?#xff0c;這在Haskell里面體現(xiàn)得淋漓盡致。

我們知道循環(huán)就是尾遞歸，所以如果我們把代碼寫成尾遞歸，那Haskell的編譯器就會(huì)識(shí)別出來(lái)，從而在生成x86代碼的時(shí)候把它處理成循環(huán)。一個(gè)尾遞歸遞歸函數(shù)的退出點(diǎn)，要么是一個(gè)不包含自身函數(shù)調(diào)用的表達(dá)式，要么就是用自身函數(shù)來(lái)和其它參數(shù)來(lái)調(diào)用。聽起來(lái)比較拗口，不過(guò)說(shuō)白了其實(shí)就是：

GetListLength_ [] c = x GetListLength_ (x:xs) c = GetListLength_ xs (c+1) GetListLength xs = GetListLength_ xs 0

當(dāng)你寫出這樣的代碼的時(shí)候，Haskell把你的代碼編譯了之后，就會(huì)真的輸出一個(gè)循環(huán)，從而上面的擔(dān)心都一掃而空。

實(shí)際上，有很多性能測(cè)試都表明，在大多數(shù)平臺(tái)上，Haskell的速度也不會(huì)被C/C++慢超過(guò)一倍的同時(shí)，要遠(yuǎn)比go的性能高出許多。在Windows上，函數(shù)式語(yǔ)言最快的是F#。Linux上則是Scala。Haskell一直都是第二名，但是只比第一名慢一點(diǎn)點(diǎn)。

為了不讓文章太長(zhǎng)，好分成若干次發(fā)布，每次間隔都較短，所以今天的坑我只想多講一個(gè)——C++的指針的坑。剩下的坑留到下一篇文章里面。下面要講的這個(gè)坑，如果不是在粉絲群里面被問(wèn)了，我還不知道有人會(huì)這么做：

class Base {... };class Derived : public Base {... };Base* bs = new Derived[10]; delete[] bs;

我想說(shuō)，這完全是C++兼容C語(yǔ)言，然后讓C語(yǔ)言給坑了。其實(shí)這個(gè)問(wèn)題在C語(yǔ)言里面是不會(huì)出現(xiàn)的，因?yàn)镃語(yǔ)言的指針其實(shí)說(shuō)白了只有一種：char*。很多C語(yǔ)言的函數(shù)都接受char*，void*還是后來(lái)才有的。C語(yǔ)言操作指針用的malloc和free，其實(shí)也是把他當(dāng)char*在看。所以當(dāng)你malloc了一個(gè)東西，然后cast成你需要的類型，最后free掉，這一步cast存在不存在對(duì)于free能否正確執(zhí)行來(lái)說(shuō)是沒(méi)有區(qū)別的。

但是事情到了C++就不一樣了。C++有繼承，有了繼承就有指針的隱式類型轉(zhuǎn)換。于是看上面的代碼，我們new[]了一個(gè)指針是Derived*類型的，然后隱式轉(zhuǎn)換到了Base*。最后我們拿他delete[]，因?yàn)閐elete[]需要調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，但是Base*類型的指針式不能正確計(jì)算出Derived數(shù)組的10個(gè)析構(gòu)函數(shù)需要的this指針的位置的，所以在這個(gè)時(shí)候，代碼就完蛋了（如果沒(méi)完蛋，那只是巧合）。

為了兼容C語(yǔ)言，“new[]的指針需要delete[]”和“子類指針可以轉(zhuǎn)父類指針”的兩條規(guī)則成功的沖突到了一起。實(shí)際上，如果需要解決這種問(wèn)題，那類型應(yīng)該怎么改呢？其實(shí)我們可以跟C#一樣引入Derived[]的這種指針類型。這還是new[]出來(lái)的東西，C++里面也可以要求delete[]，但是區(qū)別是他再也不能轉(zhuǎn)成Base[]了。只可惜，T[]這種類型被C語(yǔ)言占用了，在函數(shù)參數(shù)類型里面當(dāng)T*用。C語(yǔ)言浪費(fèi)語(yǔ)法罪該萬(wàn)死呀……

from: http://www.cnblogs.com/geniusvczh/archive/2013/04/27/3047560.html

待續(xù)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的如何设计一门语言（一）——什么是坑(a)的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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