跨越边界: Java 模型以外的类型策略
2008-01-05 19:29:05 来源:WEB开发网 闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閻愵剙鍔ょ紓宥咃躬瀵鎮㈤崗灏栨嫽闁诲酣娼ф竟濠偽i鍓х<闁绘劦鍓欓崝銈囩磽瀹ュ拑韬€殿喖顭烽幃銏ゅ礂鐏忔牗瀚介梺璇查叄濞佳勭珶婵犲伣锝夘敊閸撗咃紲闂佺粯鍔﹂崜娆撳礉閵堝洨纾界€广儱鎷戦煬顒傗偓娈垮枛椤兘骞冮姀銈呯閻忓繑鐗楃€氫粙姊虹拠鏌ュ弰婵炰匠鍕彾濠电姴浼i敐澶樻晩闁告挆鍜冪床闂備浇顕栭崹搴ㄥ礃閿濆棗鐦遍梻鍌欒兌椤㈠﹤鈻嶉弴銏犵闁搞儺鍓欓悘鎶芥煛閸愩劎澧曠紒鈧崘鈹夸簻闊洤娴烽ˇ锕€霉濠婂牏鐣洪柡灞诲妼閳规垿宕卞▎蹇撴瘓缂傚倷闄嶉崝搴e垝椤栫偛桅闁告洦鍨扮粻鎶芥倵閿濆簼绨藉ù鐘荤畺濮婃椽妫冨☉娆愭倷闁诲孩鐭崡鎶芥偘椤曗偓瀹曞爼顢楁径瀣珫婵犳鍣徊鍓р偓绗涘洤绠查柛銉墮閽冪喖鏌i弬鎸庢喐闁荤喎缍婇弻娑⑩€﹂幋婵囩亪濡炪値鍓欓悧鍡涒€旈崘顔嘉ч幖绮光偓鑼嚬缂傚倷绶¢崰妤呭箰閹间焦鍋╅柣鎴f绾偓闂佺粯鍔曠粔闈浳涢崘顔兼槬闁逞屽墯閵囧嫰骞掗幋婵愪紑閻庤鎸风粈渚€鍩為幋锔藉亹闁圭粯甯╂导鈧紓浣瑰劤瑜扮偟鍒掑▎鎾宠摕婵炴垶鐭▽顏堟煙鐟欏嫬濮囨い銉︾箞濮婃椽鏌呴悙鑼跺濠⒀傚嵆閺岀喖鎼归锝呯3闂佹寧绻勯崑娑㈠煘閹寸姭鍋撻敐搴樺亾椤撴稒娅婇柡灞界У濞碱亪骞忕仦钘夊腐闂備焦鐪归崐鏇㈠箠閹邦喗顫曢柟鎯х摠婵挳鏌涢幘鏉戠祷闁告挸宕—鍐Χ閸℃浠搁梺鑽ゅ暱閺呮盯鎮鹃悜钘壩ㄧ憸澶愬磻閹剧粯鏅查幖绮瑰墲閻忓秹姊虹紒妯诲鞍婵炲弶锕㈡俊鐢稿礋椤栨氨鐤€闂傚倸鐗婄粙鎰姳閼测晝纾藉ù锝堟閻撴劖鎱ㄥΟ绋垮婵″弶鍔欓獮妯兼嫚閼碱剦妲伴梻浣稿暱閹碱偊宕愭繝姣稿洭寮舵惔鎾存杸濡炪倖姊婚妴瀣啅閵夛负浜滄い鎾跺仜濡插鏌i敐鍥у幋妤犵偞甯¢獮瀣籍閳ь剟鎮楁繝姘拺閻熸瑥瀚崕妤呮煕濡 鍋撻悢鎻掑緧婵犵數濮烽弫鍛婃叏閻戣棄鏋侀柛娑橈攻閸欏繑銇勯幘鍗炵仼缁炬儳顭烽弻鐔煎礈瑜忕敮娑㈡煃闁垮鐏﹂柕鍥у楠炴帡宕卞鎯ь棜缂傚倸鍊风粈渚€藝闁秴鏋佸┑鐘虫皑瀹撲線鏌涢埄鍐姇闁稿﹦鍏橀弻娑樷攽閸℃浼€濡炪倖姊归崝鏇㈠煘閹达附鍊婚柛銉㈡櫇鏍¢梻浣告啞閹稿鎮烽敂鐣屸攳濠电姴娲﹂崵鍐煃閸濆嫬鏆熼柨娑欑矒濮婇缚銇愰幒鎴滃枈闂佸憡鐟ユ鎼佸煝閹炬枼鍫柛顐ゅ枔閸樻悂鏌h箛鏇炰户缁绢厼鐖煎畷鎴﹀箻鐠囪尙鐤€婵炶揪绲介幉锟犲磹椤栫偞鈷戠痪顓炴噹娴滃綊鎮跺☉鏍у姦闁糕斁鍋撳銈嗗笒閸燁偊鎯冨ú顏呯厸濞达絽婀辨晶顏堟煃鐟欏嫬鐏撮柟顔界懇瀵爼骞嬮悩杈敇闂傚倷绀佸﹢杈ㄧ仚闂佺濮ょ划搴ㄥ礆閹烘绫嶉柛顐ゅ枎娴犺櫣绱撴担鍓插創妞ゆ洘濞婇弫鍐磼濞戞艾骞堥梻浣告惈濞层垽宕濆畝鍕€堕柣妯肩帛閻撴洟鏌熼懜顒€濡煎ù婊勫劤閳规垿鏁嶉崟顐℃澀闂佺ǹ锕ラ悧鐘茬暦濠靛鏅濋柍褜鍓熼垾锕傚锤濡も偓閻掑灚銇勯幒宥堝厡缂佺姴澧介埀顒€鍘滈崑鎾斥攽閻樿京绐旈柛瀣殔閳规垿顢欑涵鐑界反濠电偛鎷戠徊鍨i幇鏉跨闁瑰啿纾崰鎾诲箯閻樼粯鍤戦柤绋跨仛濮f劙姊婚崒姘偓鐑芥嚄閼哥數浠氭繝鐢靛仜椤曨參宕楀Ο渚殨妞ゆ劑鍊栫€氭氨鈧懓澹婇崰鏍р枔閵婏妇绡€闁汇垽娼ф牎缂佺偓婢樼粔鐟邦嚕閺屻儱绠甸柟鐑樼箘閸炵敻鏌i悩鐑橆仩閻忓繈鍔岄蹇涘Ψ瑜夐崑鎾舵喆閸曨剙纰嶅┑鈽嗗亝缁诲倿锝炶箛娑欐優闁革富鍘鹃敍婊冣攽閳藉棗鐏犻柟纰卞亰閿濈偛顓奸崶鈺冿紳婵炶揪缍侀ˉ鎾诲礉瀹ュ鐓欑紒瀣仢閺嗛亶鏌i敐鍥у幋妤犵偛顑夐弫鍐焵椤掑倻涓嶅┑鐘崇閸嬶綁鏌涢妷鎴濆暟妤犲洭鎮楃憴鍕碍缂佸鎸抽垾鏃堝礃椤斿槈褔鏌涢埄鍏狀亪妫勫鍥╃=濞达絽澹婇崕鎰版煕閵娿儱顣崇紒顔碱儏椤撳吋寰勭€n亖鍋撻柨瀣ㄤ簻闁瑰搫绉堕ˇ锔锯偓娈垮枛閻忔繈鍩為幋锕€鐓¢柛鈩冾殘娴狀垶姊洪崨濠庣劶闁告洦鍙庡ú鍛婁繆閵堝繒鍒伴柛鐕佸灦瀹曟劙宕归锝呭伎濠碘槅鍨抽崢褎绂嶆ィ鍐╁€垫慨妯煎亾鐎氾拷

核心提示:当谈到 java 语言的类型方法时,Java 社区分为两大阵营,跨越边界: Java 模型以外的类型策略,一些人喜欢编译时错误检查,更好的安全性,很多喜欢静态类型的人更偏爱隐式类型,他们宁愿让编译器来做这种事情,以及改善的工具 —— 这些都是静态类型所能提供的特性,而另一些人则偏爱更动态的类型体验
当谈到 java 语言的类型方法时,Java 社区分为两大阵营。一些人喜欢编译时错误检查,更好的安全性,以及改善的工具 —— 这些都是静态类型所能提供的特性。而另一些人则偏爱更动态的类型体验。这一次在 跨越边界 中,您将看到两种高生产力的非 Java 语言所使用的一些截然不同的类型策略,并发现在 Java 编程中提高类型灵活性的一些方法。
在对任何编程语言的讨论中,争议较大的一个问题就是类型模型。类型决定可以使用哪些种类的工具,并影响到应用程序的设计。很多开发人员将类型与生产率或可维护性联系起来(我就是其中的一个)。典型的 Java 开发人员通常都非凡乐于维护 Java 语言的类型模型的地位,强调 Java 语言可采用更好的开发工具,在编译时捕捉某些种类的 bug(例如类型不兼容和拼写错误),以及性能等方面的优势。
假如您想理解一种新的编程语言,甚至一系列语言,那么通常应该从类型策略着手。在本文中,您将看到 Java 之外的一些语言中的类型模型。我首先简要介绍任何语言设计者在类型模型中必须考虑的一些决策,着重介绍静态类型和动态类型的一些不同的决策。我将展示一些不同极端的例子 —— Objective Caml 中的静态类型和 Ruby 中的动态类型。我还将谈到 Java 语言的类型限制,以及如何突破 Java 类型的限制快速编程。
类型策略
至少可以从三个角度来看待类型:
静态类型还是动态类型,这取决于何时 实施类型模型。静态类型语言在编译时实施类型。而动态类型语言通常基于一个对象的特征在运行时实施类型。
强类型还是弱类型,这取决于如何 实施类型模型。强类型严格地实施类型,假如发现有违反类型规则的情况,则会抛出运行时或编译时错误。而弱类型则留有更多的余地。极端情况下,弱类型语言(例如 Assembler)答应将任意数据类型赋给另一种类型(不管这种赋值是否有意义)。静态类型的语言既可以有强类型,也可以有弱类型;而动态类型系统通常是强类型的,但也不完全是。
显式类型还是隐式类型,这取决于语言如何确定一个给定对象的类型。显式类型语言要求声明每个变量和每个函数参数。而隐式类型语言则根据语言中的语法和结构线索来确定对象的类型。静态类型语言通常是显式类型的,但也不完全是;而动态类型语言几乎都是隐式类型的。
下面两个例子很好地阐释了其中两个角度的内涵。假设您编译下面这段 Java 代码:
class Test {
public static void test(int i) {
String s = i;
}
}
会收到如下错误消息:
Test.java:3: incompatible types
found : int
required: java.lang.String
String s = i;
^
1 error
执行以下 Ruby 代码:
1 + "hello"
会收到以下错误消息:
TypeError: String can't be coerced into Fixnum
from (irb):3:in '+'
from (irb):3
这两种语言都倾向于强类型,因为当您试图使用一个它们期望之外的类型结构的对象时,它们都会抛出错误消息。Java 类型策略在编译时给出错误消息,因为它执行静态类型检查。而 Ruby 则是在运行时给出错误消息,因为 Ruby 支持动态类型。换句话说,Java 在编译时将对象绑定到类型。而 Ruby 则是在运行时每当更改对象的时候将对象绑定到类型。由于我是在 Java 代码中,而不是在 Ruby 中声明变量的,因此可以看到 Java 语言的显式类型与 Ruby 的隐式类型的工作方式不同。
在这三个角度中,静态类型与动态类型对于语言的特征有最大的影响,因此接下来我将重点解释这两种策略各自的优点。
静态类型的优点
在静态类型语言中,程序员(通过声明或根据约定)或编译器(根据结构和语法线索)将一种类型指定给一个变量,然后那个类型就不会改变。静态类型通常需要额外的成本,因为静态类型语言(例如 Java 语言)通常是显式类型的。这意味着必须声明所有的变量,然后编译代码。成本也伴随着收益:早期的错误检测。静态类型在最基层为编译器提供多得多的信息。更多信息所带来的好处就是,可以更早地捕捉到某些类型的错误,而动态类型语言只有到运行时才能检测到这些错误。假如您一直等到运行时才捕捉这些 bug,那么其中一些将进入生产环境。也许这正是动态类型语言受到最多指责的一个方面。
另一种观点则认为现代软件开发团队通常会运行自动测试,动态语言的支持者声称,即使是最简单的自动测试也可以捕捉到大多数的类型错误。而动态语言的支持者所能提供的对编译时错误检测不利的最好论据是,早期检测所带来的好处相对于成本来说是得不偿失的,因为不管是否使用动态类型,最终都要进行测试。
一种有趣的折中方法是在静态类型语言中使用隐式类型,从而减少类型的成本。开放源代码语言 Objective Caml (OCaml) 是静态类型语言 Lisp 的衍生物,它既能提供很好的性能,又不会牺牲生产率。OCaml 使用隐式类型,因此可以编写下面这样的采用静态类型的代码:
# let x = 4+7
OCaml 返回:
val x : int = 11
根据表达式中的语法线索,OCaml 推断出 x 的类型。4 是 int 型,7 也是 int 型,因此 x 也必定是 int 型。隐式类型语言可以拥有 Java 语言所具有的所有类型安全性,甚至更多。不同之处在于您需要提供的信息量,以及在阅读程序时可用的信息量。很多喜欢静态类型的人更偏爱隐式类型。他们宁愿让编译器来做这种事情,而不愿意被迫重复地在代码中输入变量的类型。
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