编程语言中的 6 个有趣特性
Java 是我学习的第一门语言并且是我专业使用的语言。它是我大约十五年以来的主要谋生手段。然而,它并不是我多年来学习和使用的唯一语言:例如,很久以前,我必须开发 JavaScript 代码来实现动态用户界面。当时,它被称为 DHTML ……几年前,我还自学了 Kotlin,并且从未停止过使用它。去年,在一家新公司工作时,我尝试了 Clojure,但没有成功。
在上述所有场景中,Java 仍然是我学习和评判其他语言的基准。以下是一些有趣的语言特性,我认为这些特性对于来自 Java 背景的人都颇具思想挑战性。
JavaScript:原型
JavaScript 是我和 Java 一起使用的第一种语言。尽管 JavaScript 已经发展这么多年了,但它有一个实现起来非常奇怪的常见特性:新对象的实例化。
在 Java 中,首先创建要一个 类
:
复制代码
publicclassPerson{ privatefinalStringname; privatefinal LocalDate birthdate; publicPerson(Stringname, LocalDate birthdate){ this.name = name; this.birthdate = birthdate; } publicStringgetName(){ returnname; } publicLocalDategetBirthdate(){ returnbirthdate; } }
然后,就可以继续创建该类的 实例
了:
复制代码
varperson1 =newPerson("John Doe", LocalDate.now()); varperson2 =newPerson("Jane Doe", LocalDate.now());
JavaScript 与 Java 的语法非常相似:
复制代码
classPerson{ constructor(name, birthdate) { this.name = name; this.birthdate = birthdate; } } letperson1 =newPerson("John Doe",Date.now()); letperson2 =newPerson("Jane Doe",Date.now());
相似之处到此为止。由于 JavaScript 具有动态特性,所以可以向现有实例中添加属性和函数。
复制代码
person1.debug=function(){ console.debug(this); } person1.debug();
但是,这些只能添加到某个实例中。其他实例会缺少这些补充属性或函数:
复制代码
person2.debug();// Throws TypeError: person2.debug is not a function
要将函数(或属性)添加到 所有实例
(无论是现在的还是将来的)中,都需要利用 原型
的概念:
复制代码
Person.prototype.debug= function() { console.debug(this); } person1.debug(); person2.debug(); let person3 = new Person("Nicolas", Date.now()); person3.debug();
Kotlin:扩展函数 / 属性
几年前,我开始尝试着自学 Android。我发现这种体验对开发人员来说不太友好:当然,我了解它其中一个目标是尽可能减少内存占用,但这是以非常简洁的 API 为代价的。
我记得当时我必须调用带有很多参数的方法,其中大多数参数为 null
。在尝试寻找到一种方法来解决这个问题时,找到了 Kotlin 的扩展属性:带有默认参数。我后来停止了 Android 的学习,但仍继续使用 Kotlin。
我喜欢 Kotlin。很多人都称赞 Kotlin 的 null 安全性(null-safety)实现。但对我来说,我喜欢它,并不是因为它是 null 安全的,而是因为别的。
假设我们经常需要将字符串首字母改成大写。在 Java 中实现这一目的的方法是使用静态方法创建一个类:
复制代码
publicclassStringUtils{ publicstatic String capitalize(Stringstring) { var character =string.substring(0,1).toUpperCase(); var rest =string.substring(1,string.length() -1).toLowerCase(); returncharacter + rest; } }
在早期,每个项目几乎都具有 StringUtils 和 DateUtils 类。幸运的是,现有的库提供了最常用的功能,例如 Apache Commons Lang
和 Guava
。然而,它们仍遵循相同的设计原则,即遵循基于静态方法的设计原则。这很糟糕,因为 Java 被认为是一种面向对象语言。不幸的是,静态方法不是面向对象的。
在 扩展函数
和属性的帮助下,Kotlin 允许将行为、状态分别添加到现有的类中。语法非常简单,并且与面向对象的方法完全兼容:
复制代码
funString.capitalize(): String { valcharacter = substring(0,1).toUpperCase() valrest = substring(1, length -1).toLowerCase() returncharacter + rest }
在编写 Kotlin 代码时,我经常使用这个。
在底层,Kotlin 编译器生成与 Java 代码类似的字节码。这仅仅是语法糖,但是从设计的角度来看,与 Java 代码相比,它是一个巨大的改进!
Go:隐式接口实现
在大多数面向对象语言(Java、Scala、Kotlin 等)中,类可以实现一个 契约
(也称为 接口
)。这样,客户端代码可以引用该接口,而无需关心任何特定的实现。
复制代码
publicinterface Shape { floatarea(); floatperimeter(); defaultvoiddisplay(){ System.out.println(this); System.out.println(perimeter()); System.out.println(area()); } } publicclassRectangleimplementsShape{ publicfinalfloatwidth; publicfinalfloatheight; publicRectangle(floatwidth,floatheight){ this.width=width; this.height=height; } @Override publicfloatarea(){ returnwidth*height;//(1) } @Override publicfloatperimeter(){ return2*width+2*height;//(1) } publicstaticvoidmain(String... args){ varrect=newRectangle(2.0f,3.0f); rect.display(); } }
(1)处为了精确起见,应该使用 BigDecimal ,但这不是重点
重点是:由于 Rectangle 实现了 Shape,所以可以在 Rectangle 的任何实例上调用在 Shape 上定义的 display() 方法。
Go 不是一种面向对象语言:它没有类的概念。它提供了结构体,并且函数可以与这种结构体相关联。它还提供了接口,该接口可以使用结构体来实现。
然而,Java 实现接口的方式是 显式的
:Rectangle 类声明它实现了 Shape。相反,Go 的方式是隐式的。实现接口所有函数的结构体隐式地实现了该接口。
这可以转换为如下代码:
复制代码
packagemain import( "fmt" ) typeshapeinterface{//(1) area()float32 perimeter()float32 } typerectanglestruct{//(2) widthfloat32 heightfloat32 } func(rect rectangle)area()float32{//(3) returnrect.width * rect.height } func(rect rectangle)perimeter()float32{//(3) return2* rect.width +2* rect.height } funcdisplay(shape shape){//(4) fmt.Println(shape) fmt.Println(shape.perimeter()) fmt.Println(shape.area()) } funcmain(){ rect := rectangle{width:2, height:3} display(rect)//(5) }
(1)定义 shape 接口
(2)定义 rectangle 结构体
(3)将两个 shape 函数添加到 rectangle 中
(4)display() 方法只接收一个 shape 参数
(5)因为 rectangle 实现了 shape 的所有函数,并且由于是隐式实现的,所以 rect 也是一个 shape。因此,调用 display() 方法并将 rect 作为参数进行传递是完全合法的
Clojure:“依赖类型”
我之前的公司对 Clojure 投入了大量的资金。正因为如此,我努力学习过这门语言,甚至还写了 几篇文章
来总结我对它的理解。
Clojure 深受 LISP
的启发。因此,表达式用圆括号括起来,首先执行位于圆括号内部的方法。此外,Clojure 是一种动态类型语言:它们虽然有类型,但没有声明。
另一方面,该语言提供了基于契约的编程。可以指定前置条件和后置条件:它们在运行时计算。这些条件可以进行类型检查, 例如,检查参数是字符串还是布尔值等?甚至可以进行更进一步地检查,类似于 _dependent 类型:
在计算机科学和逻辑学中,依赖类型是其定义依赖于某个值的类型。“整数对”是一种类型。由于对值的依赖,“第二个大于第一个的整数对”也是依赖类型。
— 维基百科
https://en.wikipedia.org/wiki/Dependent_type
它在运行时强制执行,因此它不能被真正称为依赖类型。然而,这是我所接触过的语言中最接近依赖类型的一种了。
之前,我曾详细写过一篇关于依赖类型和基于契约编程的 文章
。
Elixir :模式匹配
一些语言吹嘘自己提供了模式匹配的特性。通常,模式匹配可用于计算变量,例如,在 Kotlin 中:
复制代码
varstatusCode: Int val errorMessage =when(statusCode) { 401->"Unauthorized" 403->"Forbidden" 500->"Internal Server Error" else->"Unrecognized Status Code" }
这个用法是类固醇上(steroids)的 switch 语句。然而,一般来说,模式匹配的应用要广泛得多。在下面的代码片段中,首先检查常规 HTTP 状态错误码,如果没有找到,则默认设成更通用的错误信息:
复制代码
val errorMessage =when{ statusCode== 401 ->"Unauthorized" statusCode== 403 ->"Forbidden" statusCode- 400 "Client Error" statusCode== 500 ->"Internal Server Error" statusCode- 500 "Server Error" else->"Unrecognized Status Code" }
不过,它是有限制的。
Elixir 是一种在 Erlang OTP 上运行的动态类型语言,它将模式匹配提升到了一个全新的水平。Elixir 的模式匹配可用于简单的变量析构:
复制代码
{a,b, c} = {:hello,"world",42}
a 将被赋值成 :hello,b 被赋值成 “world”,c 被赋值成 42。
它还可以对集合进行更高级的析构:
复制代码
[head | tail] = [1,2,3]
head 被赋值成 1,tail 被赋值成 [2, 3]。
然而,对于函数重载来说,它甚至更是如此。作为一种函数式语言,Elixir 没有用于循环的关键字(for 或 while),循环需要使用递归来实现。
举个例子,我们使用递归来计算 List 的大小。在 Java 中,这是很容易的,因为有一个 size() 方法,但是 Elixir API 没有提供这样的功能。让我们用如下的伪代码来实现该功能,Elixir 也是采用这种递归的方法。
复制代码
publicintlengthOf(Listitem){ return lengthOf(0,items); } privateintlengthOf(intsize, Listitems){ if(items.isEmpty()) { return size; }else{ return lengthOf(size+ 1,items.remove(0)); } }
几乎可以将它逐行的转换成 Elixir:
复制代码
def length_of(list),do: length_of(0,list) defp length_of(size,list)do if[]==listdo size else [_|tail]=list//(1) length_of(size+ 1,tail) end end
(1)变量析构的模式匹配。表头的值被赋值给 _ 变量,这意味着以后就无法引用它了,因为它没有用处了。
然而,如前所述,Elixir 模式匹配也适用于函数重载。因此,Elixir 的命名方式将是:
复制代码
deflist_len(list),do:list_len(0,list) defplist_len(size, []),do: size//(1) defplist_len(size,list)do//(2) [_|tail]=list list_len(size+ 1,tail) end
(1)如果列表为空,则调用此方法
(2)否则调用此函数
注意,模式是按照声明的顺序进行评估的:在上面的代码段中, Elixir 首先评估具有空列表的函数,如果不匹配,才评估第二个函数,即列表不为空。如果要以相反的顺序声明函数,则每次都会对非空列表进行匹配操作。
Python:for 推导式
Python 是一种动态类型语言。与 Java 一样,Python 通过 for 关键字提供循环功能。下面的代码片段循环遍历集合中的所有项,并逐个打印它们。
复制代码
fornin[1,2,3,4,5]: print(n)
要在新集合中收集所有项,可以先创建一个空集合,然后在循环中添加每个项到空集合中:
复制代码
numbers = [] fornin[1,2,3,4,5]: numbers.append(n) print(numbers)
然而,可以使用一个精美的 Python 特性: for 推导式(for comprehensions)
。虽然它与标准循环使用相同的 for 关键字,但是 for 推导式是一个能获得相同结果的函数式构造器。
复制代码
numbers = [nfornin[1,2,3,4,5]] print(numbers)
上面片段的输出是 [1, 2, 3, 4, 5] 。
也可以转换每个项。例如,下面的代码段将计算每个项的平方:
复制代码
numbers = [n **2fornin[1,2,3,4,5]] print(numbers)
输出是 [1, 4, 9, 16, 25]。
for 推导式的一个好处是能够使用条件语句。例如,下面的代码片段将只过滤偶数项,然后将其平方:
复制代码
numbers = [n **2fornin[1,2,3,4,5]ifn %2==0] print(numbers)
输出是 [4, 16]。
最后,for 推导式允许使用笛卡尔积。
复制代码
numbers = [a:nfornin[1,2,3]forain['a','b']] print(numbers)
它将会输出 [(‘a’, 1), (‘b’, 1), (‘a’, 2), (‘b’, 2), (‘a’, 3), (‘b’, 3)]。
以上的 for 推导式也被称为 列表推导式(list comprehensions)
,因为它们是为了创建新的列表而设计的。 Map 推导式(Map comprehension)
也是非常相似的,目的是为了创造 map。
原文链接:
https://blog.frankel.ch/six-interesting-features-programming-languages/