如何掌握所有的程式語言

文/王垠

對的，我這裡要講的不是如何掌握一種程式語言，而是所有的……

很多程式設計初學者至今還在給我寫信請教，問我該學習什麼程式語言，怎麼學習。由於我知道標題問題的答案，所以總感覺這個問題是如此“低階”，一直沒來得及回覆 : P 可是逐漸的，我發現原來不只是小白們有這個問題，就連美國大公司的很多資深工程師，其實也沒搞明白。

今天休閒活動進入第二個星期，稍微閒下來一點，我想來統一回答一下這個擱置已久的“初級問題”。這個話題貌似曾經寫過，然而現在我想把它重新寫一遍。因為通過跟很多人的交流，我對自己頭腦中的（未轉化為語言的）想法，有了更精確的表達。

如果你存在以下的種種困惑，那麼這篇文章也許會對你有所幫助：

1. 你是程式設計初學者，不知道該選擇什麼程式語言來入門。
2. 你是資深的程式設計師或者團隊領導，對新出現的種種語言感到困惑，不知道該“投資”哪種語言。
3. 你的團隊為使用哪種程式語言爭論不休，發生各種宗教鬥爭。
4. 你追逐潮流採用了某種時髦的語言，結果兩個月之後發現深陷泥潭，痛苦不堪……

雖然我已經不再過問這些世事，然而無可置疑的現實是，程式語言仍然是很重要的話題，這個情況短時間內不會改變。程式設計師的崗位往往會要求熟悉某些語言，甚至某些奇葩的公司要求你“深入理解 OOP 或者 FP 設計模式”。對於在職的程式設計師，程式語言至今仍然是可以爭得面紅耳赤的宗教話題。它的宗教性之強，以至於我在批評和調侃某些語言（比如 Go 語言）的時候，有些人會本能地以為我是另外一種語言（比如 Java）的粉絲。

顯然我不可能是任何一種語言的粉絲，我甚至不是 Yin 語言的粉絲 ; ) 對於任何從沒見過的語言，我都是直接拿起來就用，而不需要經過學習的過程。看了這篇文章，也許你會明白我為什麼可以達到這個效果。理解了這裡面的東西，每個程式設計師都應該可以做到這一點。嗯，但願吧。

重視語言特性，而不是語言

很多人在乎自己或者別人是否“會”某種語言，對“發明”了某種語言的人倍加崇拜，為各種語言的孰優孰劣爭得面紅耳赤。這些問題對於我來說都是不存在的。雖然我寫文章批評過不少語言的缺陷，在實際工作中我卻很少跟人爭論這些。如果有其它人在我身邊爭論，我甚至會戴上耳機，都懶得聽他們說什麼 ; ) 為什麼呢？我發現歸根結底的原因，是因為我重視的是“語言特性”，而不是整個的“語言”。我能用任何語言寫出不錯的程式碼，就算再糟糕的語言也差不了多少。

任何一種“語言”，都是各種“語言特性”的組合。打個比方吧，一個程式語言就像一臺電腦。它的牌子可能叫“聯想”，或者“IBM”，或者“Dell”，或者“蘋果”。那麼，你可以說蘋果一定比 IBM 好嗎？你不能。你得看看它裡面裝的是什麼型號的處理器，有多少個核，主頻多少，有多少 L1 cache，L2 cache……，有多少記憶體和硬碟，顯示器解析度有多大，顯示卡是什麼 GPU，網路卡速度，等等各種“配置”。有時候你還得看各個元件之間的相容性。

這些配置對應到程式語言裡面，就是所謂“語言特性”。舉一些語言特性的例子：

• 變數定義
• 算術運算
• for 迴圈語句，while 迴圈語句
• 函式定義，函式呼叫
• 遞迴
• 靜態型別系統
• 型別推導
• lambda 函式
• 物件導向
• 垃圾回收
• 指標算術
• goto 語句

這些語言特性，就像你在選擇一臺電腦的時候，看它裡面是什麼配置。選電腦的時候，沒有人會說 Dell 一定是最好的，他們只會說這個型號裡面裝的是 Intel 的 i7 處理器，這個比 i5 的好，DDR3 的記憶體比 DDR2 的快這麼多，SSD 比磁碟快很多，ATI 的顯示卡是垃圾…… 如此等等。

程式語言也是一樣的道理。對於初學者來說，其實沒必要糾結到底要先學哪一種語言，再學哪一種。曾經有人給我發信問這種問題，糾結了好幾個星期，結果一個語言都還沒開始學。有這糾結的時間，其實都可以把他糾結過的語言全部掌握了。

初學者往往不理解，每一種語言裡面必然有一套“通用”的特性。比如變數，函式，整數和浮點數運算，等等。這些是每個通用程式語言裡面都必須有的，一個都不能少。你只要通過“某種語言”學會了這些特性，掌握這些特性的根本概念，就能隨時把這些知識應用到任何其它語言。你為此投入的時間基本不會浪費。所以初學者糾結要“先學哪種語言”，這種時間花的很不值得，還不如隨便挑一個語言，跳進去。

很多初學者不瞭解，一個高明的程式設計師如果開始用一種新的程式語言，他往往不是去看這個語言的大部頭手冊或者書籍，而是先有一個需要解決的問題。手頭有了問題，他可以用兩分鐘瀏覽一下這語言的手冊，看看這語言大概長什麼樣。然後，他直接拿起一段例子程式碼來開始修改搗鼓，想法把這程式碼改成自己正想解決的問題。在這個簡短的過程中，他很快的掌握了這個語言，並用它表達出心裡的想法。

在這個過程中，隨著需求的出現，他可能會問這樣的問題：

• 這個語言的“變數定義”是什麼語法，需要“宣告型別”嗎，還是可以用“型別推導”？
• 它的“型別”是什麼語法？是否支援“泛型”？泛型的 “variance” 如何表達？
• 這個語言的“函式”是什麼語法，“函式呼叫”是什麼語法，可否使用“預設引數”？
• ……

注意到了嗎？上面每一個引號裡面的內容，都是一種語言特性（或者叫概念）。這些概念可以存在於任何的語言裡面，雖然語法可能不一樣，它們的本質都是一樣的。比如，有些語言的引數型別寫在變數前面，有些寫在後面，有些中間隔了一個冒號，有些沒有。

這些實際問題都是隨著寫實際的程式碼，解決手頭的問題，自然而然帶出來的，而不是一開頭就抱著語言手冊看得仔仔細細。因為掌握了語言特性的人都知道，自己需要的特性，在任何語言裡面一定有對應的表達方式。如果沒有直接的方式表達，那麼一定有某種“繞過方式”。如果有直接的表達方式，那麼它只是語法稍微有所不同而已。所以，他是帶著問題找特性，就像查字典一樣，而不是被淹沒於大部頭的手冊裡面，昏昏欲睡一個月才開始寫程式碼。

掌握了通用的語言特性，剩下的就只剩某些語言“特有”的特性了。研究語言的人都知道，要設計出新的，好的，無害的特性，是非常困難的。所以一般說來，一種好的語言，它所特有的新特性，終究不會超過一兩種。如果有個語言號稱自己有超過 5 種新特性，那你就得小心了，因為它們帶來的和可能不是優勢，而是災難！

同樣的道理，最好的語言研究者，往往不是某種語言的設計者，而是某種關鍵語言特性的設計者（或者支持者）。舉個例子，著名的電腦科學家 Dijkstra 就是“遞迴”的強烈支持者。現在的語言裡面都有遞迴，然而你可能不知道，早期的程式語言是不支援遞迴的。直到 Dijkstra 強烈要求 Algol 60 委員會加入對遞迴的支援，這個局面才改變了。Tony Hoare 也是語言特性設計者。他設計了幾個重要的語言特性，卻沒有設計過任何語言。另外大家不要忘了，有個語言專家叫王垠，他是早期 union type 的支持者和實現者，也是 checked exception 特性的支持者，他在自己的博文裡指出了 checked exception 和 union type 之間的關係 : P

很多人盲目的崇拜語言設計者，只要聽到有人設計（或者美其民曰“發明”）了一個語言，就熱血沸騰，佩服的五體投地。他們卻沒有理解，其實所有的程式語言，不過是像 Dell，聯想一樣的“組裝機”。語言特性的設計者，才是像 Intel，AMD，ARM，Qualcomm 那樣核心技術的創造者。

合理的入門語言

所以初學者要想事半功倍，就應該從一種“合理”的，沒有明顯嚴重問題的語言出發，掌握最關鍵的語言特性，然後由此把這些概念應用到其它語言。哪些是合理的入門語言呢？我個人覺得這些語言都可以用來入門：

• Scheme
• C
• Java
• Python
• JavaScript

那麼相比之下，我不推薦用哪些語言入門呢？

• Shell
• PowerShell
• AWK
• Perl
• PHP
• Basic
• Go

總的說來，你不應該使用所謂“指令碼語言”作為入門語言，特別是那些源於早期 Unix 系統的指令碼語言工具。PowerShell 雖然比 Unix 的 Shell 有所進步，然而它仍然沒有擺脫指令碼語言的根本問題——他們的設計者不知道他們自己在幹什麼 : P

採用指令碼語言學程式設計，一個很嚴重的問題就是使得學習者抓不住關鍵。指令碼語言往往把一些系統工具性質的東西（比如正規表示式，Web 概念）加入到語法裡面，導致初學者為它們浪費太多時間，卻沒有理解程式設計最關鍵的概念：變數，函式，遞迴，型別……

不推薦 Go 語言的原因類似，雖然 Go 語言不算指令碼語言，然而他的設計者顯然不明白自己在幹什麼。所以使用 Go 語言來學程式設計，你不能專注於最關鍵，最好的語言特性。

掌握關鍵語言特性，忽略次要特性

為了達到我之前提到的融會貫通，一通百通的效果，初學者應該專注於語言裡面最關鍵的特性，而不是被次要的內容分心。我發現很多程式設計培訓班和野雞大學的程式設計入門課，往往一來就教學生如何使用 printf 列印“Hello World！”，進而要他們記憶 printf 的各種“格式字元”的意義，要他們實現各種複雜格式的列印輸出，甚至要求列印到文字檔案裡，然後再讀出來……

可是殊不知，這種輸出輸入操作其實根本不算是語言的一部分，而且對於掌握程式設計的核心概念來說，都是次要的。有些人的 Java 課程進行了好幾個星期，居然還在佈置各種 printf 的作業。學生寫出幾百行的 printf，卻不理解變數和函式是什麼，甚至連算術語句和迴圈語句都不知道怎麼用！這就是為什麼很多初學者感覺程式設計很難，我連 %d，%f，%.2f 的含義都記不住，還怎麼學程式設計！

然而這些野雞大學的“教授”頭銜是如此的洗腦，以至於被他們教過的學生（比如我女朋友）到我這裡請教，居然罵我淨教一些沒用的東西，學了連 printf 的作業都沒法完成 : P 你別跟我講 for 迴圈，函式什麼的了…… 可不可以等幾個月，等我背熟了 printf 的用法再學那些啊？

所以你就發現一旦被壞老師教過，這個程式設計師基本就毀了。就算遇到好的老師，她也很難糾正過來。

自己動手實現語言特性

在基本學會了各種語言特性，能用它們來寫程式碼之後，下一步的進階就是去實現它們。只有實現了各種語言特性，你才能完完全全的擁有它們，成為它們的主人。否則你就只是它們的使用者，你會永遠做語言創造者們的僕人。

有個大師說得好，完全理解一種語言最好的方法就是自己動手實現它，也就是自己寫一個直譯器來實現它的語義。但我覺得這句話應該稍微修改一下：完全理解一種“語言特性”最好的方法就是自己親自實現它。

注意我在這裡把“語言”改為了“語言特性”。你並不需要實現整個語言來達到這個目的，因為我們最終使用的是語言特性。只要你自己實現了一種語言特性，你就能理解這個特性在任何語言裡的實現方式和用法。

舉個例子，學習 SICP 的時候，大家都會親自用 Scheme 實現一個物件導向系統。用 Scheme 實現的物件導向系統，跟 Java，C++，Python 之類的語言語法相去甚遠，然而它卻能幫助你理解任何這些 OOP 語言裡面的“物件導向”這一概念，它甚至能幫助你理解各種物件導向實現的差異。

這種效果是你直接學習 OOP 語言得不到的，因為在學習 Java，C++，Python 之類語言的時候，你只是一個使用者，而用 Scheme 自己動手實現了 OO 系統之後，你成為了一個創造者。

類似的特性還包括型別推導，型別檢查，惰性求值，如此等等。我實現過幾乎所有的語言特性，所以任何語言在我的面前，都是可以被任意拆卸組裝的玩具，而不再是凌駕於我之上的神聖。

總結

寫了這麼多，重要的話重複三遍：語言特性，語言特性，語言特性，語言特性！不管是初學者還是資深程式設計師，應該專注於語言特性，而不是糾結於整個的“語言品牌”。只有這樣才能達到融會貫通，拿起任何語言幾乎立即就會用，並且寫出高質量的程式碼。