Читать онлайн «Искусство программирования для Unix». Страница 114

Средство исправления данной тенденции приходит прямо из "священных книг" Unix — правило экономии: писать большую программу следует только в том случае, когда после демонстрации становится ясно, что ничего другого не остается, т.е. когда попытки расчленить проблему были предприняты, но потерпели неудачу. Данный принцип предполагает строгий скептицизм в отношении больших программ и стратегию, позволяющую избежать их создания: прежде всего, следует искать решение на основе небольшой программы. Если одна небольшая программа не решает задачу, необходимо попытаться создать инструментарий, состоящий из небольших взаимодействующих программ внутри существующей структуры. И только в том случае, если оба подхода оказались безуспешными, традиции Unix позволяют разработчику создать крупную программу (или новую структуру приложения), не чувствуя себя при этом побежденным сложностью проектной задачи.

При написании интегрирующей структуры приложений необходимо помнить правило разделения. Структуры приложений должны быть механизмом и заключать в себе как можно меньше политики. В большинстве случаев воебще без политики. Необходимо выделять как можно больше поведения в модули, которые используют структуру приложений. Одним из преимуществ написания или повторного использования структуры является то, что она позволяет выделить код, который в противном случае состоял бы из огромных монолитов политики, в отдельные модули, режимы или инструментальные средства, т.е. блоки, которые можно полезно комбинировать с другими.

Данные правила эмпирические, однако конфликт в сердце Unix-традиции не может быть разрешен несколькими априорными рецептами по оптимальному размеру любого заданного проекта. Обстоятельства изменяют решения, а гармония правильного мышления и хорошего стиля — основная задача разработчиков программного обеспечения. Аналогично тому, как в Дзэн путешествие является целью, "просветления" приходится каждый раз достигать заново путем повседневной практики.

Часть III Реализация

14 Языки программирования: С или не С?

Границы моего языка — границы моего мира. Логико-философский трактат (Tractatus Logico-Philosophicus 5.6,1918) —Людвиг Виттгенштейн (Ludwig Wittgenstein).

14.1. Многообразие языков в Unix

В Unix поддерживается более широкий по сравнению с любой другой операционной системой диапазон языков прикладного программирования. Фактически Unix способна поддерживать больше различных языков, чем все вместе взятые операционные системы в истории вычислительной техники.

Существует по крайней мере две весомые причины столь значительного разнообразия. Во-первых, широкое использование операционной системы Unix как исследовательской и обучающей платформы. Второй причиной (гораздо более значимой для работающих программистов) является тот факт, что подбор подходящего языка (или языков) для конструкции приложения может привести к огромным различиям в продуктивности программиста. Следовательно, Unix-традиции поддерживают проектирование узкоспециальных языков (как было сказано в главах 7 и 9) и языков, которые в настоящее время обычно называются языками сценариев, разработанных специально для связывания между собой других приложений и инструментальных средств.

Понятие "язык сценариев" (scripting language), вероятно, происходит от термина "сценарий" (script), который применялся к заранее подготовленному вводу для программы, обычно работающей в интерактивном режиме, в частности, sh или ed — гораздо более уместный термин, чем "runcom", унаследованный Unix от предка, операционной системы CTSS. Слово "script" появляется в руководстве для системы V7 (1979). Я не помню, кто именно придумал это название.

Дуг Макилрой.

В действительности термин "язык сценариев" несколько неудобен. Многие из основных языков, обычно описываемых как языки сценариев (Perl, Tel, Python и другие), уже переросли первоначальные задачи создания сценариев и в настоящее время являются самостоятельными универсальными языками программирования значительной мощности. Данный термин склонен срывать сильное сходство в стиле с другими языками, которые обычно не причисляются к этой группе, особенно с Lisp и Java. Единственным аргументом, оправдывающим нынешнее использование данного понятия, является тот факт, что лучшего термина еще никто не придумал.

Частично причиной того, что данные языки можно объединить в группу "языков сценариев" является то, что все они имеют почти совершенно идентичный онтогенез. Наличие динамической среды для интерпретации также сравнительно облегчает автоматизацию управления динамической памятью. Автоматизация управления динамической памятью требует использования ссылок (трудных для понимания адресов памяти, которые разработчик не в состоянии вычислять) вместо распространения копий значений или явных указателей. Использование ссылок делает динамический полиморфизм и ОО-методики следующим простым этапом.

Для того чтобы эффективно применять философию Unix, инструментарий программиста должен включать в себя не только С. Программисту потребуется изучить использование некоторых других языков в Unix (особенно языков сценариев), а также способы удобного сочетания нескольких языков, каждый из которых играет особую роль в крупных программных системах.

В данной главе рассматривается язык С и его наиболее важные альтернативы, обсуждаются их сильные и слабые стороны, а также виды задач, которым они наилучшим образом соответствуют. Ниже описываются языки С, С++, shell, Perl, Tel, Python, Java и Emacs Lisp. Каждый обзорный раздел включает в себя учебные примеры приложений, написанных с использованием данных языков, а также ссылки на другие примеры и учебные материалы. Высококачественные реализации всех данных языков доступны в Internet в виде открытого исходного кода.

Внимание: выбор языка прикладного программирования является одним из основных идеологических вопросов в сообществе Internet/Unix. Люди сильно привязываются к данным средствам и иногда защищают их вопреки здравому смыслу. Если глава достигнет своей цели, то вполне может оскорбить фанатичных приверженцев всех языков, однако все остальные разработчики почерпнут из нее немало полезного.

14.2. Доводы против С

С — естественный язык операционной системы Unix. С начала 1980-х годов он стал доминировать в системном программировании почти повсеместно в компьютерной индустрии. За пределами сокращающейся ниши Fortran в научных и инженерных вычислениях, а также исключая невидимую массу финансовых приложений на языке COBOL в банках и страховых компаниях, С и его потомок С++ уже более десяти лет доминируют в прикладном программировании.

Поэтому утверждение о том, что С и С++ почти всегда являются неподходящим связующим материалом для начала разработки новых приложений, может показаться неверным. Тем не менее, оно справедливо. С и С++ оптимизируют машинную эффективность ценой увеличения времени реализации и (особенно) отладки. Несмотря на то, что писать на С или С++ системные программы и чувствительные ко времени выполнения ядра приложений все еще имеет смысл, мир значительно изменился со времен возвышения этих языков в 1980-х годах. Сегодня процессоры в тысячи раз быстрее, модули памяти в тысячи раз больше, а диски в десять тысяч раз больше, причем примерно по тем же ценам⁸⁸.

Падение цен фундаментально изменило экономику программирования. В большинстве обстоятельств уже не имеет смысла так экономить аппаратные ресурсы, как это позволяет С. Напротив, экономически оптимальный выбор состоит в минимизации времени отладки и максимизации возможности долгосрочного сопровождения кода. Следовательно, большинство видов реализации (включая создание прототипов приложений) лучше обслуживаются более новым поколением интерпретируемых языков и языков сценариев. Эта трансформация точно соответствует тем условиям, которые на предыдущем витке исторической спирали привели к восхождению C/C++ и снизили важность программирования на ассемблере.