一点个人的编程语言学习总结

笔者近期花了点时间来 “拓宽了自己的语言池”。有些是出于功利角度 ( 如 Java 的 Web 开发，Scala 的大数据框架 )，有些则完全出于兴趣 ( 如 Groovy，Go )，在学习不同语言的过程中多少了解到了不同的编程思路和风格。不过最近同时学习的东西难免太多了，导致笔者在不断切换语言的过程中思路发生了一点混乱。这里通过一些小短文总结笔者所学习的 Java，Scala，Groovy，Go 在语言特性的一些异同，以便于日后能在需要的场合快速回忆起如何操纵它们。

如果要快速上手一门新语言，笔者率先会以下角度入手：数据类型，函数定义，依赖导入。数据结构永远是通用的：比如数组，列表，映射，还有一些日常开发中的常用操作，HTTP，数据库连接，Socket， IO 流。笔者认为，了解完这些，基本能够去逐步去上手一些开发任务了 ( 深入挖掘语言特性的除外 )，剩下的要做的就是通过合适的开发框架来解决需求。

1. 梗概

Java：语法比较固定，开发时无需纠结语法，团队开发时沟通成本和开发成本都很低。受众最多，有任何问题都能在网上查到。

Scala：大量隐式转换，原生支持函数柯里化，高阶类型，类型型变，有非常灵活的操作符重载机制，以及随处可见的 _ 符号 ( 这个符号让 Scala 程序员升华到了 “意识流编程” 的境界 )。无拘无束的语法导致不同开发者的 Scala 代码风格迥异，不太适合在大型团队协作时使用。此外，IDE 对语言本身的支持性一般 ( 靠安装插件凑合过日子 )，囿于复杂的编译机制，有些错误提示晦涩难懂。

Groovy：动态类型判断，元编程，方法运行时注入，为 JDK 包了不少 “糖衣”，适合去做一些基于 JVM 的自动化维护。然而，高甜度和高动态性的代价是牺牲运行性能，和 Scala 一样没有 “趁手” 的 IDE ( 也是靠安装插件 )，偶尔会有一些来自 IDE 的 Bug。

Go：提供基于 CSP 理论的通信编程 goroutine & chan，天生具备异步编程的能力。支持短变量命名，不允许出现未使用的库引用或者变量；有指针的概念，但是也具备 GC 机制；跨平台肯定不如 JVM 语言，至少需要把源代码拿到其它平台重新 build go 一下。有专门的 IDE GoLand，代码写起来很舒服。

2. 编程范式

Java：仍旧以 OOP 为主，FP 体验一般 ( 甚至很差 )，因为 Java 会强迫我去记忆各种函数式接口的名字。

Scala，Groovy：支持 FP 和 OOP 两种编程风格，Scala 对函数类型有非常直观的符号表达，Groovy 则将一切闭包都视作 Closure<ReturnType> 。

Go：函数即一切。Go 抛弃了固有的 OOP 模式，因此也不存在继承，多态 的概念 ( 但不意味着 Go 就不 OOP 了 )。Go 更鼓励以组合的形式实现代码复用。

3. 关于静态

这四个语言中，只有 Java，Groovy 有 “静态” static 的设定。

Scala 认为这违背了 OOP，因此 “静态” 的概念被伴生对象 object 替换掉了；Go 则认为 “静态” 的内容完全可以使用纯函数或者是包变量代替，所以它也没有 static 的概念。

4. 访问权限控制

Java：public，protected ( 包和子类可见 )，缺省 ( 仅本包可见 )，private。

Scala：缺省即表示 public，其次是 protected ( 仅对子类可见 )，private。额外提供包变量使包内成员共享数据。

Groovy：缺省即表示 public ，其次是 protected ( 包和子类可见 ) 和 private。实际上，编译器对跨权限访问无能为力 ( 仅仅给出警告 )，因为 Groovy 有的是办法 “合法地” 访问它。

Go：不需要任何关键字，仅通过变量 / 函数首字母的大小写来决定它们能否导出。

5. 数据结构的划分

Groovy 基本遵循 Java 传统的 8 个基本数据类型：byte，short，int，long，float，double，char，boolean。

Scala 在 Java “老八珍” 的基础之上做了封装，每种类型都有 toXXX方法供强制转换；具备顶类型 Any 以及底类型 Nothing；Scala 非常在意一个变量应当是不可变的 val 还是可变的 var 。

Go 语言则主要是根据长度对数据进行划分：int8 ~ int64 ( 包括无符号的 uint8 ~ uint64 )，float32，float64。有一种特殊的类型：无符号类型，用于维持常量的高精度。

6. 对字符，字符串的处理

Java 的 char 表示一个 “字符”，在内部对 Unicode 字符集进行 utf-16 编码，固定为 2 个 byte ( 极少部分字符可能需要两个 char 存储 )。当数据被序列化到外部时，采用 utf-8 编码方式，此时一个字符长度从 1 ~ 3 byte 不等。JVM 的字符串由 java.lang.String 类实现，内置了各种字符串操作方法。

在此基础上， Groovy 将所有的字符，字符串全部包装成了 String 或者 GString。

Go 语言有原生的 string 类型，编码方式统一采用 utf-8 ，而截取 string 的单个元素却只能得到 byte。Go 语言的单个字符使用 rune 来表示，一些涉及字符的操作要首先将 string 强制转换到 []rune ( 这样来看，Go 的 []rune 更像是 Java 中的 String ) ，比如 “查字数” 需要调用 utf8.RuneCount() 函数。字符串处理一般要依赖 strings ，strconv，unicode 包。

7. 类型与类型推导

Java：JDK 11 开始可以使用 var 令编译器进行局部变量的类型推导。支持泛型，支持泛型上下界，但不支持泛型型变 ( 数组支持协变 )。不支持高阶类型。

Groovy：与其说是类型推导，不如说将类型验证延迟到了运行时。

Scala：原生支持类型推导，支持泛型，支持型变的概念，除此之外还有上下文界定和视图界定。支持高阶类型，可通过反射时获取。

Go：原生支持类型推导，目前不支持泛型 ( 以后应该也没有 )。

8. 对接口的定义

Java：在 JDK 8 之后，支持设置默认方法，静态方法，接口常量；在 JDK 9 之后，支持设置私有方法。

Groovy：允许使用动态地将多个闭包组合成一个 Map，并将其声明为一个接口的实现。

Scala：允许在创建对象时动态混入并叠加多个特质，以及专门服务于某个类的自身特质。

Go：无需主动声明实现了接口，只要一个类型 struct 实现了接口的所有方法，那它就可以被当作这个接口去使用 ( 笔者最喜欢的一种方式 )。

9. 关于函数定义

Java：平平无奇。

Scala：原生支持柯里化，分为传名调用和传值调用。

Groovy：函数被称作闭包，其它 FP 应有的特性都具备。

Go：支持返回多个值，支持 defer 调用，可以很方便地通过 Execute Around Method ( 类似于 AOP ) 模式关闭资源。

10. 循环结构

Groovy：Java 的语法在 Groovy 同样适用，额外支持 for(... in ..) {} 实现遍历 ( 像 Python 那样 )。

Scala：for 表达式的信息熵非常大，能够表达 map，flatMap，foreach，withFilter 等语义，反过来说，这些语义的组合可以使用 for 表达式简化。推崇递归解决问题，编译器可将尾递归函数转换为等效的迭代代码。

Go：只使用 for 表达式，可以配合 range 关键字实现对序列，映射的遍历。

11. 异常处理

Java：受检异常必须 try-catch，或者 throws 抛给上级。

Scala，Groovy：不要求主动处理 Java 中的受检异常 ( 大概都觉得 Java 的这个东西太毒瘤了 )。

Go：除了严重的问题使用 panic 宕机之外，一般异常 ( error 接口 ) 都以返回值的形式传递给外部。

12. 有关于数组

在 Go 语言中，数组的长度属于数组类型的一部分，拥有独特的切片类型。其它三种大同小异。

13. 有关于常用集合

Java：常用的是 List，Map 两种接口 ( Set 表示数学意义上的集 )。每个接口下有多种实现，可以根据实际情况 ( 随机访问多？还是插入操作多？插入键值对时有必要记录插入次序吗？) 来选择合适的类型。对它们进行 map，filter 等变换操作时需要切换到 Stream。

Groovy：沿用了 Java 的 ArrayList 和 LinkedHashMap，支持直接对集合做变换操作。

Scala：主要是强调可变和不可变两种类型，支持直接对集合做 ( 很多复杂的 ) 变换操作。

Go：通过 make(map[key]value) 创建映射，通过 list.new() 创建列表，没有直接地提供集合变换操作。