Журнал «Компьютерра» № 8 от 27 февраля 2007 года - Компьютерра

Дмитрий Антонюк, Paragon Software Group

Лучшее детям

Не только академическое сообщество сильно, в пополнении копилки «бесполезных» (смайлик) языков. Smalltalk, «самый объектно-ориентированный язык», создавали люди, среди интересов которых были создание красивых и эффективных пользовательских интерфейсов, доступность компьютеров для детей и джазовая гитара. Алан Кей со товарищи работали в Xerox PARC (как раз в то время и в том месте изобретался весь современный пользовательский интерфейс); язык Smalltalk предназначался для обучения программированию детей; то есть обучению в смысле «сел и начал делать что-то интересное».

Отсюда и основные идеи Smalltalk: «все есть объект»; программа — это не исходный текст, который компилируется, а затем «исполняется», а «живое море объектов, с каждым из которых можно пообщаться». Работа со Smalltalk подразумевает «общение» с этим «живым морем» — средой, в которой можно посмотреть и изменить любой объект; процесс разработки и процесс выполнения суть одно. Этот подход, как можно заметить, существенно отличается от мэйнстримового ООП, с его акцентом на основную сущность — «класс», близкий родственник «модуля» из структурной парадигмы [Алан Кей, «как честный человек», среди предшественников Smalltalk указывает язык Simula, упомянутый в предыдущей статье как прародитель «мэйнстрим-ООП», — но классы и объекты Симулы с классами и объектами Смолтока роднит более терминология, нежели внутренние идеи. Большее влияние на архитектуру языка оказали Lisp, «детский язык» Logo, а в наибольшей степени — программа Sketchpad (см. врезку «Неязыки»)]. В C++ класс — это сущность совершенно иного порядка, нежели объект; в Смоллтоке класс — это тоже объект, и обращаться с ним можно, как с любым другим объектом.

Сегодняшний Smalltalk — исследовательский язык для моделирования сложных систем; и язык «для детей» в виде красочной системы Squeak (как оно и было задумано с самого начала); некоторые интересные идеи современной веб-разработки воплощены в Smalltalk-фреймворке Seaside. Smalltalk породил несколько интересных «детей» — Self (язык с еще более простой объектной системой [Self воплощает концепции «прототипного объектно-ориентированного подхода», в котором есть только объекты, новые объекты порождаются «клонированием» старых; интересно, что изначальные концепции Smalltalk выглядели именно так, а «усложнение» произошло при поиске эффективной реализации. Так что в какой-то степени Self — это «возвращение к корням»]) и Strongtalk (диалект с возможностью статической проверки типов); первый «скорее мертв», второй — недавно был выпущен в open source и потихоньку «оживает».

Неязыки

При обсуждении происхождения языков программирования друг от друга, их взаимного влияния, источников тех или иных идей зачастую остаются за кадром не-языки: отдельные программы, чья внутренняя архитектура или способ задания опций послужил «вдохновляющим мотивом» для авторов знаменитых языков программирования.

В качестве иллюстрации упомянем программу Sketchpad, разработанную Иваном Сазерлендом в 1963 году для диссертации. Sketchpad не только стала первой программой для компьютерного рисования и реализовала первый графический интерфейс пользователя, но и вводила понятие объекта как основной единицы данных (при этом сама программа была написана на макроассемблере компьютера TX-2). Своим рождением концепция «объектов в стиле Smalltalk» в немалой степени обязана именно Sketchpad’у (Алан Кей некоторое время работал вместе с Сазерлендом).

Еще один пример «программы, которая повлияла на язык», — текстовый редактор ed в Unix, привнесший в «широкие массы» (а также в языки AWK и Perl, далее везде) регулярные выражения как гибкий, универсальный (хоть и запутанный) способ обработки строковых данных.

И обратный, несколько неожиданный пример: наиболее широкое распространение функциональный подход к программированию получил не в каком-либо конкретном языке, а в электронных таблицах вроде Excel. Когда мы определяем одну ячейку как SUM, а другую как AVG и выполняем дальнейшие операции над этими значениями — мы занимаемся именно функциональным программированием (придумал не я, а один из микрософтовцев, разрабатывавших Haskell; см. http://research.microsoft.com/~simonpj/papers/excel/index.htm).

Маленький, но очень-очень гордый

Судьба некоторых немэйнстримовых языков, построенных вокруг идей не слишком общих и глобальных, более печальна, нежели у описанных выше. Отработанная идея с благодарностью подхватывается одним (или несколькими) из более общеупотребимых или просто более новых языков и «растворяется» в преемниках, причем исходный язык (а зачастую и его автор) становится «достоянием истории», монстром, о котором мало кто помнит.

Как пример можно привести линейку Snobol-Icon, языков Ральфа Гриспвольда для обработки строк. В 70-х и начале 80-х эти языки были очень популярными среди разработчиков компиляторов и исследователей ИИ, а затем их идеи вобрал в себя юниксовый AWK (при близких по мощности возможностях обработки строк он наследовал также и Algol-линейку традиционных языков, то есть в целом был более привычен и прост для изучения), а через него эти идеи попали в Perl (наравне с идеями из редактора ed, см. врезку «Неязыки»). Называя «патриархов», Ральфа Гриспвольда часто забывают упомянуть (даже Тьюринговской премии у него не было), он умер несколько месяцев назад не то чтобы «всеми забытым», но явно недооцененным героем.

Судьба языка APL за авторством Кеннета Айверсона (того самого, что написал «Notation as a Tool of Thought») сложилась более счастливо — по крайней мере, «Тьюринга» Айверсону дали. Язык, который расширял привычную математическую нотацию для работы с массивами (все его операторы были одно-двухсимвольными комбинациями, APL требовал особой клавиатуры со спецсимволами), иногда считался «издевательством» и «write-only» языком. Тем не менее «нотация» Айверсона показала свою мощь на задачах, для которых предназначалась (сложные операции с массивами данных); годы спустя появились языки-наследники J (1990, создан Айверсоном как более простая и логичная версия APL) и K (1993, создан учеником Айверсона Артуром Уитни как более простая и логичная версия J), имеющие ограниченную, но устойчивую популярность. На K, к слову, написана коммерческая РСУБД kdb, вроде как являющаяся самой быстрой в мире; по слухам, код ее составляет 26 файлов с однобуквенными именами [Отгадать, какие именно буквы использованы, оставляем как домашнее задание внимательному читателю], в каждом из которых — всего одна страница.

И наконец, для полноты картины упомянем язык Forth, который стоит несколько особняком — по «глобальности задумки» (есть только стек и ничего кроме стека) он находится на уровне Лиспа (по странности внешнего вида — тоже), а по «локальности последствий» — где-то в районе Snobol и APL. Сегодняшнее использование Forth смахивает на «развлечение для понимающих»; языки, на которые повлияли концепции Форта, — несколько экспериментальных гибридов (Kevo, Joy, Factor) да PostScript, язык описания страниц для печатающих устройств.

Lisp

Lisp привлекает своим минималистичным устройством: это самый простой язык с GC. В нем нет ничего наносного, никаких надуманных конструкций, служащих одной цели. Благодаря этому на нем можно реализовать любую парадигму, любое современное свойство других языков программирования. И даже гармонично объединять такие противоречащие друг другу концепции, как функциональный и императивный стили, динамическую и статическую типизации, ленивые вычисления и ООП.

Программируя на Лиспе, просто невозможно зайти в тупик: язык будет поддерживать тот стиль программирования, который вы сами для себя выберете или придумаете. Понятно, что такой подход требует от программиста самых свежих знаний для правильной и лаконичной реализации своих идей, но никто еще не жаловался на то, что ему приходится развиваться.

Те, кто хорошо знают и умеют применять Лисп, никогда не скажут, что какой-то язык может его полностью заменить, что Лисп устарел. Даже если такой программист использует в повседневной практике другой язык, значит, этот язык лучше подходит для решаемых задач или хорошо реализует полюбившуюся программисту парадигму.

Роман Клюйков

Итоги: небо становится ближе

Модернистская традиция в программировании не является ни редкой, ни бедной, ни вымирающей. Тем не менее ни один из вышеописанных языков массовым и общепринятым не стал; солидная их часть нередко используется для практической работы, но в узкоспецифических областях либо людьми, которым на соответствующем языке так удобно думать, что они готовы терпеть некоторые неудобства.

«Оторванность от реальности», свойственная «модернистским идеям», всегда мешала их выходу на «широкую публику» — как напрямую (непонятность), так и косвенно, через вопросы производительности («если язык программирования не естествен для архитектуры компьютера, то чего будет стоить их взаимодействие?»), взаимодействия («как использовать библиотеки на более традиционных языках, коих уже есть много и отказываться от них не хочется?»), наличия программистов («если язык немэйнстримовый, а нам понадобится еще один программист в команду, где мы его возьмем?») [Интересно, что мэйнстрим часто и с удовольствием принимает побочные продукты развития «модернизма» — как технологические решения, вроде сборщика мусора (Lisp и другие) и компиляции в байткод (Smalltalk), так и организационные (популярные понятия рефакторинга, экстремального программирования родились в сообществе Smalltalk)]. Здесь можно провести параллель с судьбой мэйнфреймов и прочих специализированных компьютеров: есть случаи, в которых «вроде бы все понимают», что случай сложный и нужно использовать специальные мощные решения, но «стоимость» этих решений (включая затраты по внедрению, подбору соответствующих специалистов, интеграции со «стандартными частями») такова, что «мы уж сделаем как обычно».