強(qiáng)類型語言
強(qiáng)類型語言也稱為強(qiáng)類型定義語言。是一種總是強(qiáng)制類型定義的語言,要求變量的使用要嚴(yán)格符合定義,所有變量都必須先定義后使用。
java、.NET、C++等都是強(qiáng)制類型定義的。也就是說,一旦一個變量被指定了某個數(shù)據(jù)類型,如果不經(jīng)過強(qiáng)制轉(zhuǎn)換,那么它就永遠(yuǎn)是這個數(shù)據(jù)類型了。
例如你有一個整數(shù),如果不顯式地進(jìn)行轉(zhuǎn)換,你不能將其視為一個字符串。
與其相對應(yīng)的是弱類型語言:數(shù)據(jù)類型可以被忽略的語言。它與強(qiáng)類型定義語言相反, 一個變量可以賦不同數(shù)據(jù)類型的值。
弱類型語言
弱類型語言也稱為弱類型定義語言。與強(qiáng)類型定義相反。像vb,php等就屬于弱類型語言·
一種類型可以被忽略的語言,與強(qiáng)類型定義相反。VBScript是弱類型定義的。在VBScript中,可以將字符串‘12’和整數(shù)3進(jìn)行連接得到字符串‘123’,然后可以把它看成整數(shù)123,而不需要顯示轉(zhuǎn)換。
但其實(shí)它們的類型沒有改變,VB只是在判斷出一個表達(dá)式含有不同類型的變量之后,自動在這些變量前加了一個clong()或(int)()這樣的轉(zhuǎn)換函數(shù)而已。能做到這一點(diǎn)其實(shí)是歸功于VB的編譯器的智能化而已,這并非是VB語言本身的長處或短處。
強(qiáng)類型語言和弱類型語言的區(qū)別
編譯型和解釋型
我們先看看編譯型,其實(shí)它和匯編語言是一樣的:也是有一個負(fù)責(zé)翻譯的程序來對我們的源代碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換,生成相對應(yīng)的可執(zhí)行代碼。這個過程說得專業(yè)一點(diǎn),就稱為編譯(Compile),而負(fù)責(zé)編譯的程序自然就稱為編譯器(Compiler)。如果我們寫的程序代碼都包含在一個源文件中,那么通常編譯之后就會直接生成一個可執(zhí)行文件,我們就可以直接運(yùn)行了。但對于一個比較復(fù)雜的項(xiàng)目,為了方便管理,我們通常把代碼分散在各個源文件中,作為不同的模塊來組織。這時編譯各個文件時就會生成目標(biāo)文件(Object file)而不是前面說的可執(zhí)行文件。一般一個源文件的編譯都會對應(yīng)一個目標(biāo)文件。這些目標(biāo)文件里的內(nèi)容基本上已經(jīng)是可執(zhí)行代碼了,但由于只是整個項(xiàng)目的一部分,所以我們還不能直接運(yùn)行。待所有的源文件的編譯都大功告成,我們就可以最后把這些半成品的目標(biāo)文件“打包”成一個可執(zhí)行文件了,這個工作由另一個程序負(fù)責(zé)完成,由于此過程好像是把包含可執(zhí)行代碼的目標(biāo)文件連接裝配起來,所以又稱為鏈接(Link),而負(fù)責(zé)鏈接的程序就叫……就叫鏈接程序(Linker)。鏈接程序除了鏈接目標(biāo)文件外,可能還有各種資源,像圖標(biāo)文件啊、聲音文件啊什么的,還要負(fù)責(zé)去除目標(biāo)文件之間的冗余重復(fù)代碼,等等,所以……也是挺累的。鏈接完成之后,一般就可以得到我們想要的可執(zhí)行文件了。
上面我們大概地介紹了編譯型語言的特點(diǎn),現(xiàn)在再看看解釋型。噢,從字面上看,“編譯”和“解釋”的確都有“翻譯”的意思,它們的區(qū)別則在于翻譯的時機(jī)安排不大一樣。打個比方:假如你打算閱讀一本外文書,而你不知道這門外語,那么你可以找一名翻譯,給他足夠的時間讓他從頭到尾把整本書翻譯好,然后把書的母語版交給你閱讀;或者,你也立刻讓這名翻譯輔助你閱讀,讓他一句一句給你翻譯,如果你想往回看某個章節(jié),他也得重新給你翻譯。
兩種方式,前者就相當(dāng)于我們剛才所說的編譯型:一次把所有的代碼轉(zhuǎn)換成機(jī)器語言,然后寫成可執(zhí)行文件;而后者就相當(dāng)于我們要說的解釋型:在程序運(yùn)行的前一刻,還只有源程序而沒有可執(zhí)行程序;而程序每執(zhí)行到源程序的某一條指令,則會有一個稱之為解釋程序的外殼程序?qū)⒃创a轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼以供執(zhí)行,總言之,就是不斷地解釋、執(zhí)行、解釋、執(zhí)行……所以,解釋型程序是離不開解釋程序的。像早期的BASIC就是一門經(jīng)典的解釋型語言,要執(zhí)行BASIC程序,就得進(jìn)入BASIC環(huán)境,然后才能加載程序源文件、運(yùn)行。解釋型程序中,由于程序總是以源代碼的形式出現(xiàn),因此只要有相應(yīng)的解釋器,移植幾乎不成問題。編譯型程序雖然源代碼也可以移植,但前提是必須針對不同的系統(tǒng)分別進(jìn)行編譯,對于復(fù)雜的工程來說,的確是一件不小的時間消耗,況且很可能一些細(xì)節(jié)的地方還是要修改源代碼。而且,解釋型程序省卻了編譯的步驟,修改調(diào)試也非常方便,編輯完畢之后即可立即運(yùn)行,不必像編譯型程序一樣每次進(jìn)行小小改動都要耐心等待漫長的Compiling…Linking…這樣的編譯鏈接過程。不過凡事有利有弊,由于解釋型程序是將編譯的過程放到執(zhí)行過程中,這就決定了解釋型程序注定要比編譯型慢上一大截,像幾百倍的速度差距也是不足為奇的。
編譯型與解釋型,兩者各有利弊。前者由于程序執(zhí)行速度快,同等條件下對系統(tǒng)要求較低,因此像開發(fā)操作系統(tǒng)、大型應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等時都采用它,像C/C++、Pascal/Object Pascal(Delphi)、VB等基本都可視為編譯語言,而一些網(wǎng)頁腳本、服務(wù)器腳本及輔助開發(fā)接口這樣的對速度要求不高、對不同系統(tǒng)平臺間的兼容性有一定要求的程序則通常使用解釋性語言,如Java、JavaScript、VBScript、Perl、Python等等。
但既然編譯型與解釋型各有優(yōu)缺點(diǎn)又相互對立,所以一批新興的語言都有把兩者折衷起來的趨勢,例如Java語言雖然比較接近解釋型語言的特征,但在執(zhí)行之前已經(jīng)預(yù)先進(jìn)行一次預(yù)編譯,生成的代碼是介于機(jī)器碼和Java源代碼之間的中介代碼,運(yùn)行的時候則由JVM(Java的虛擬機(jī)平臺,可視為解釋器)解釋執(zhí)行。它既保留了源代碼的高抽象、可移植的特點(diǎn),又已經(jīng)完成了對源代碼的大部分預(yù)編譯工作,所以執(zhí)行起來比“純解釋型”程序要快許多。而像VB6(或者以前版本)、C#這樣的語言,雖然表面上看生成的是.exe可執(zhí)行程序文件,但VB6編譯之后實(shí)際生成的也是一種中介碼,只不過編譯器在前面安插了一段自動調(diào)用某個外部解釋器的代碼(該解釋程序獨(dú)立于用戶編寫的程序,存放于系統(tǒng)的某個DLL文件中,所有以VB6編譯生成的可執(zhí)行程序都要用到它),以解釋執(zhí)行實(shí)際的程序體。C#(以及其它.net的語言編譯器)則是生成.net目標(biāo)代碼,實(shí)際執(zhí)行時則由.net解釋系統(tǒng)(就像JVM一樣,也是一個虛擬機(jī)平臺)進(jìn)行執(zhí)行。當(dāng)然.net目標(biāo)代碼已經(jīng)相當(dāng)“低級”,比較接近機(jī)器語言了,所以仍將其視為編譯語言,而且其可移植程度也沒有Java號稱的這么強(qiáng)大,Java號稱是“一次編譯,到處執(zhí)行”,而.net則是“一次編碼,到處編譯”。呵呵,當(dāng)然這些都是題外話了。總之,隨著設(shè)計技術(shù)與硬件的不斷發(fā)展,編譯型與解釋型兩種方式的界限正在不斷變得模糊。
動態(tài)語言和靜態(tài)語言
通常我們所說的動態(tài)語言、靜態(tài)語言是指動態(tài)類型語言和靜態(tài)類型語言。
(1)動態(tài)類型語言:動態(tài)類型語言是指在運(yùn)行期間才去做數(shù)據(jù)類型檢查的語言,也就是說,在用動態(tài)類型的語言編程時,永遠(yuǎn)也不用給任何變量指定數(shù)據(jù)類型,該語言會在你第一次賦值給變量時,在內(nèi)部將數(shù)據(jù)類型記錄下來。Python和Ruby就是一種典型的動態(tài)類型語言,其他的各種腳本語言如VBScript也多少屬于動態(tài)類型語言。
(2)靜態(tài)類型語言:靜態(tài)類型語言與動態(tài)類型語言剛好相反,它的數(shù)據(jù)類型是在編譯其間檢查的,也就是說在寫程序時要聲明所有變量的數(shù)據(jù)類型,C/C++是靜態(tài)類型語言的典型代表,其他的靜態(tài)類型語言還有C#、JAVA等。
對于動態(tài)語言與靜態(tài)語言的區(qū)分,套用一句流行的話就是:Static typing when possible, dynamictyping when needed。
強(qiáng)類型定義語言和弱類型定義語言
(1)強(qiáng)類型定義語言:強(qiáng)制數(shù)據(jù)類型定義的語言。也就是說,一旦一個變量被指定了某個數(shù)據(jù)類型,如果不經(jīng)過強(qiáng)制轉(zhuǎn)換,那么它就永遠(yuǎn)是這個數(shù)據(jù)類型了。舉個例子:如果你定義了一個整型變量a,那么程序根本不可能將a當(dāng)作字符串類型處理。強(qiáng)類型定義語言是類型安全的語言。
(2)弱類型定義語言:數(shù)據(jù)類型可以被忽略的語言。它與強(qiáng)類型定義語言相反, 一個變量可以賦不同數(shù)據(jù)類型的值。
強(qiáng)類型定義語言在速度上可能略遜色于弱類型定義語言,但是強(qiáng)類型定義語言帶來的嚴(yán)謹(jǐn)性能夠有效的避免許多錯誤。另外,“這門語言是不是動態(tài)語言”與“這門語言是否類型安全”之間是完全沒有聯(lián)系的!
例如:Python是動態(tài)語言,是強(qiáng)類型定義語言(類型安全的語言); VBScript是動態(tài)語言,是弱類型定義語言(類型不安全的語言);JAVA是靜態(tài)語言,是強(qiáng)類型定義語言(類型安全的語言)。
靜態(tài)類型定義語言
一種在編譯時,數(shù)據(jù)類型是固定的語言。大多數(shù)靜態(tài)類型定義語言強(qiáng)制這一點(diǎn),它要求你在使用所有變量之前要聲明它們的數(shù)據(jù)類型。Java和C是靜態(tài)類型定義語言。
動態(tài)類型定義語言
一種在執(zhí)行期間才去發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)類型的語言,與靜態(tài)類型定義相反。VBScript和Python是動態(tài)類型定義的,因?yàn)樗鼈兪窃诘谝淮谓o一個變量賦值的時候找出它的類型的。
強(qiáng)類型定義語言
一種總是強(qiáng)制類型定義的語言。Java和Python是強(qiáng)制類型定義的。如果你有一個整數(shù),如果不顯示地進(jìn)行轉(zhuǎn)換,你不能將其視為一個字符串。
弱類型定義語言
一種類型可以被忽略的語言,與強(qiáng)類型定義相反。VBScript是弱類型定義的。在VBScript中,可以將字符串‘12’和整數(shù)3進(jìn)行連接得到字符串‘123’,然后可以把它看成整數(shù)123,而不需要顯示轉(zhuǎn)換。但其實(shí)它們的類型沒有改變,VB只是在判斷出一個表達(dá)式含有不同類型的變量之后,自動在這些變量前加了一個clong()或(int)()這樣的轉(zhuǎn)換函數(shù)而已。能做到這一點(diǎn)其實(shí)是歸功于VB的編譯器的智能化而已,這并非是VB語言本身的長處或短處。
結(jié)論:
靜態(tài)是類型編譯時判斷;動態(tài)是類型運(yùn)行時判斷;強(qiáng)類型是類型獨(dú)立,不輕易轉(zhuǎn)化;弱類型是類型不嚴(yán)格區(qū)分,一般是只要大小放得下,就可以轉(zhuǎn)化。這種是匯編級的觀點(diǎn)。面向?qū)ο蟮挠^點(diǎn)并非這樣的,對象并不是大小差不多就是類型兼容,而是關(guān)鍵的接口要相同才叫類型兼容。
動態(tài)語言并非是弱類型,這是不等價的。恰好的,一般動態(tài)語言都是強(qiáng)類型語言,因?yàn)槎际亲裾彰嫦驅(qū)ο蟮挠^點(diǎn)來設(shè)計對象的。
動態(tài)語言的劣勢很明顯,就是缺少開發(fā)環(huán)境,運(yùn)行效率差,當(dāng)然語言設(shè)計上也不完美(靜態(tài)語言何止千萬,但c++也就一個)。
優(yōu)勢也很明顯,就是編寫容易,層次高,接近自然語義。動態(tài)類型語言效率低下的原因,不在于變量的類型是動態(tài)的,而在于對象的方法是動態(tài)聯(lián)編的,在這一點(diǎn)上動態(tài)類型語言和Java沒什么不同。
靜態(tài)類型語言的優(yōu)勢究竟是什么?
觀點(diǎn)一:靜態(tài)類型語言因?yàn)轭愋蛷?qiáng)制聲明,所以IDE可以做到很好的代碼感知能力,因?yàn)橛蠭DE的撐腰,所以開發(fā)大型系統(tǒng),復(fù)雜系統(tǒng)比較有保障。
對于像Java來說,IDEA/Eclipse確實(shí)在代碼感知能力上面已經(jīng)非常強(qiáng)了,這無疑能夠增加對大型系統(tǒng)復(fù)雜系統(tǒng)的掌控能力。但是除了Java擁有這么強(qiáng)的IDE武器之外,似乎其他語言從來沒有這么強(qiáng)的IDE。C#的VisualStudio在GUI開發(fā)方面和Wizard方面很強(qiáng),但是代碼感知能力上和Eclipse差的不是一點(diǎn)半點(diǎn)。至于VisualC++根本就是一個編譯器而已,羞于提及Visual這個字眼。更不要說那么多C/C++開發(fā)人員都是操起vi吭哧吭哧寫了幾十萬行代碼呢。特別是像LinuxKernel這種幾百萬行代碼,也就是用vi寫出來的阿,夠復(fù)雜,夠大型,夠長生命周期的吧。
觀點(diǎn)二:靜態(tài)語言相對比較封閉的特點(diǎn),使得第三方開發(fā)包對代碼的侵害性可以降到很低。動態(tài)語言在這點(diǎn)上表現(xiàn)的就比較差,我想大家都有過從網(wǎng)上下載某個JS包,然后放到項(xiàng)目代碼里發(fā)生沖突的經(jīng)歷
也就是說靜態(tài)類型語言可以保障package的命名空間分割,從而避免命名沖突,代碼的良好隔離性。但是這個觀點(diǎn)也缺乏說服力。
靜態(tài)類型語言中C,VB都缺乏良好的命名空間分割,容易產(chǎn)生沖突,但是并沒有影響他們做出來的系統(tǒng)就不夠大,不夠復(fù)雜。
而Visual C++開發(fā)的DLL版本沖突也是臭名昭著的,似乎C++的命名空間沒有給它帶來很大的幫助。
而動態(tài)類型語言中Ruby/Python/Perl都有比較好的命名空間,特別是Python和Perl,例如CPAN上面的第三方庫成噸成噸的,也從來沒有聽說什么沖突的問題。
誠然像PHP,JavaScript這樣缺乏命名空間的動態(tài)語言很容易出現(xiàn)問題,但是這似乎是因?yàn)樗麄內(nèi)狈O機(jī)制導(dǎo)致的,而不是因?yàn)樗麄儎討B(tài)類型導(dǎo)致的吧?
說到大型系統(tǒng),復(fù)雜業(yè)務(wù)邏輯系統(tǒng),Google公司很多東西都是用python開發(fā)的,這也證明了動態(tài)類型語言并非不能做大型的復(fù)雜的系統(tǒng)。其實(shí)我個人認(rèn)為:
動態(tài)類型語言,特別是高級動態(tài)類型語言,反而能夠讓人們不需要分心去考慮程序編程問題,而集中精力思考業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn),即思考過程即實(shí)現(xiàn)過程,用DSL描述問題的過程就是編程的過程,這方面像UnixShell,ruby,SQL,甚至PHP都是相應(yīng)領(lǐng)域當(dāng)之無愧的DSL語言。而顯然靜態(tài)類型語言基本都不滿足這個要求。
那靜態(tài)類型語言的優(yōu)勢究竟是什么呢?我認(rèn)為就是執(zhí)行效率非常高。所以但凡需要關(guān)注執(zhí)行性能的地方就得用靜態(tài)類型語言。其他方面似乎沒有什么特別的優(yōu)勢。
給你來個例子把
弱類型語言vbs:
a=1
b=a+“1”+“a” //結(jié)果是11a,這里 a 成了字符串
c=a+1 //結(jié)果是2 ,這里a則是數(shù)字型
強(qiáng)類型語言:c#
int a=2
string b=a.ToString()+“1”+“a”
int c=a+1
看到了嗎?區(qū)分大小寫,需要實(shí)現(xiàn)申明類型外,一個重要的區(qū)別是,弱類型的語言的東西沒有明顯的類型,他能隨著環(huán)境的不同,自動變換類型
而強(qiáng)類型則沒這樣的規(guī)定,不同類型間的操作有嚴(yán)格定義,只有相同類型的變量才能操作,雖然系統(tǒng)也有一定的默認(rèn)轉(zhuǎn)換,當(dāng)絕沒有弱類型那么隨便
ps:弱類型代碼簡單,但因?yàn)樽兞繘]有確定的類型,所以容易出錯!強(qiáng)類型代碼復(fù)雜(比如:轉(zhuǎn)換日期顯示格式 (convert.toDatetime(“2007-1-1 08:08:08”)).ToString(“yyyy-MM-dd”),呵呵你可以看到這種寫法相當(dāng)麻煩),但因?yàn)橛袊?yán)格定義所以不容易出錯
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