英文原文:Why Lisp Failed,翻譯:開源中國
本文探討的是為什麼Lisp語言不再被廣泛使用的。
很久以前,這種語言站在電腦科學研究的前沿,特別是人工智慧的研究方面。現在,它很少被用到,這一切並不是因為古老,類似古老的語言卻被廣泛應用。
其他類似的古老的語言有 FORTRAN、 COBOL、 LISP、 BASIC、 和ALGOL 家族,這些語言的唯一不同之處在於,他們為誰設計。FORTRAN是為科學家和工程師設計的,他們在計算機上程式設計的目的是是為了解決問題。COBOL是為了商業設計的,最好的體現在於讓商人們可以利用電腦時代。LISP是了電腦科學研究設計的,最突出的體現在計算機基本原理研究.。BASIC是為初學者設計的。最後,ALGOL語言是有計算機程式設計師修改,演變成其他流行的語言,如C,Pascal和Java的一個龐大的家族。
上面提到的某些語言已經不像當初那麼流行了。我們在這裡可以把它們稱作“失敗”。問題是它們為什麼失敗?第一站出來的是COBOL. 很不幸,它以面向商業人員的很好的可讀性就是它的失敗點。商業人員發現,他們可以僱傭程式設計師去管理他們的系統。程式設計師自然會偏向於為他們設計的語言,而不是他們的老闆。所以隨著時間推移,越來越多的商業功能都使用例如VB, C, C++ 和JAVA實現了。現在,只有很少一部分軟體仍通過COBOL語言編寫。
BASIC卻有不同的命運。他是為入門人員設計的。那些在微機上學習程式設計,他們會使用內建的BASIC語言作為起點。隨著時間推移,微機被執行微軟作業系統的個人電腦,或者MacOS的蘋果電腦所代替。這種語言逐漸被VB所取代。雖然他是面向初級程式設計師,它有一段時間代替了COBOL。為什麼要耗費這麼多的資源在昂貴的編譯器上,而便宜的直譯器在我們的電腦上已經存在?最近,微軟以遷移到.NET框架上,讓VB跟在後面。它的替代者, C#就是ALGOL家族中的一員,跟Java相近。
這些年FORTRAN的使用起起伏伏。在某一階段,差不多所有科學方面的程式碼是用它來寫的。它的優點是這門語言中沒有指標,並且不允許存在遞迴。這意味著所有資料的引用位置都可以在編譯時確定。FORTRAN編譯器利用這些額外的資訊使程式執行格外地迅速。不幸的是,隨著時間的推移,固定大小的陣列這種資料結構變得過時了。現在,科學要處理任意形狀的風格,甚至表述更為複雜的真實世界。這需要在語言中額外地加入指標。這些情況發生的時間段裡,FORTRAN逐漸走向沒落。現在,它被轉移到高效能運算工作,其中新的並行矩陣和向量運算最近新增到這門語言中,仍然使它擁有效能優勢。
ALGOL語言家族取得了成功。其原因是,這些語言是由程式設計師為程式設計師寫的。隨著時間的推移,這些與系統和應用相關的語言成為了現在最常用的語言。它的優點是越多地程式設計師使用,這門語言就能得到更多地改進,並且越來越多地程式是用它們來寫就的。這提供了一個良性迴圈,更多的程式設計師們又被聘請在己編寫的程式上工作。這是一個網路效應的例子。一個系統的“價值”是它的使用者數目的平方,在於以此速率增長的使用者之間的互動作用。
那麼為什麼Lisp語言家族會站在失敗者一邊呢?有些人認為是語法的錯。Lisp因為它的括號而臭名昭著。我並不認為是這個理由。許多使用者說良好的格式可以讓他們跟上這些括號。同時,Lisp語言被發明不久後,有一個叫“super-bracket”的語法可以讓人快速表示出任意數量的回括號”)”。這個特性在今天已經很少有人使用了。最後,優秀的編輯器解決了大多數的語法問題。
另一些人經常抱怨Lisp是一門函式式語言。這是失敗的理由嗎?自然,跟早期的語言相比,只有Lisp算是函式式的。但事實上,我認為沒有這麼簡單。Lisp也有命令式語言的特性,ALGOL系列語言也可以被當作一門純正的函式式語言來用。 如果有人想選擇一種特定的程式設計正規化來寫程式碼,一些特定的語言可以讓這個選擇更容易的實現。然而,現代語言已經足夠靈活,它們能支援多種程式設計正規化,近乎完全命令式的Lisp沒有理由不存在。
或許lisp的問題在於他使用了垃圾回收?在那個時候,只有lisp作為計算機語言採用了這個特性。誠然,垃圾回收會佔用大量的計算資源,而早期計算機在該方面的不足足以組織lisp大展拳腳了。但是,我認為這仍然不是主要的原因。lisp是用來寫那些複雜度相當高的程式的,而這些程式在事實上都必須帶有一個垃圾回收模組,如果你用其他的語言來寫……大概很難比lisp實現的要好吧?眾所周知的事實是,任何一個如此複雜的程式,如果用其他語言寫的話都不可避免的戴上一個比lisp垃圾回收臃腫不少的功能模組……
lisp的失敗,恰恰是因為他太成功,這讓他的目標變得模糊。lisp相對與早期的語言實在是非常靈活,靈活到足以改變自身形式以適應需求。對於其他的語言來說,如果想要完成一個龐大的任務,就需要把這個任務打碎成一小塊一小塊的然後完成。如果是一個更大的呢?甚至連編譯都需要分步完成了。但是lisp不是這樣的,由於他強大的能力,程式設計師可以將lisp改造成特定領域的專門工具——順手的工具將順手的解決問題——任務輕鬆完成了。由於語言的正交性(譯者注:這裡可能應該理解為“自洽”),我們改造過的lisp仍然可以使用原有的編譯器,直譯器執行。
那麼建立特定領域的語言來作為一個問題的解決方案,它會出現什麼問題呢?結果是它非常高效。然而,這種做法會使語言分化。這導致許多子語言都略有不同。這是Lisp程式碼對其他人而言可讀性差的真正原因。在其他語言中,相對來說比較簡單就能臆測出一段給定程式碼的作用。有著超強的表達力的Lisp,由於一個給定的符號(symbol)可能是一個變數,函式或操作,需要閱讀大量程式碼才能找出它。
Lisp失敗的原因是因為它的碎片化,並且它的碎片化是因為其語言天性與特定領域方案的風格造成的。而網路效應則恰恰相反。越來越少的程式設計師使用相同的方言,因此它相對與ALGOL語言家族的總價值下降。
如果有人現在設計一種語言,該如何避免這種問題呢?如果語言的表達性是我們的目標,那麼它必須以某種方式加以調整。這門語言必須要有特意的限制,來保證所編寫程式碼的可讀性。Python是一門成功的語言,它已經做到了這些,其中某些限制是硬編碼的,而另一些則是以約定成俗的方式存在。
不幸的是,這麼久過去了並且發明了這麼多Lisp的變種語言,在其之上建立的其它新語言大概並不是所要的答案。根本不會有足夠多的使用者使它與眾不同。也許解決的辦法是,慢慢加入類似Lisp的語言功能到ALGOL語言家族中。幸運的是,這似乎是正在發生的事。新的語言(C#,D,Python等)趨向於擁有垃圾回收機制。他們也往往比舊的語言更具正交性。在未來,最終會有行為很像Lisp的一種流行語言。