Perl、PHP、Python、Java和Ruby的比较

提问 ◆ Perl、Python、Ruby和PHP各自有何特点? ◆ 为什么动态语言多作为轻量级的解决方案? ◆ LAMP为什么受欢迎? ◆ Ruby on Rails为什么会流行? ◆ 编程语言的发展趋势是什么? 讲解 “剩下四种动态语言，我们将之归为后台脚本语言。”冒号说着画了张图表—— 引号听得仔细：“我记得您开始是把这些语言划分为C族静态语言、非C族静态语言和动态语言三类的。” 冒号解释：“那是按语法来划分的，偏重理论;现在是按应用来划分，偏重实践。” 句号旋即联想到：“这种分法貌似三层架构——前台语言对应表现层;平台语言和后台脚本语言对应业务逻辑层;系统语言对应数据层。” “的确有几分神似，但千万不可混淆。”冒号提醒道，“三层架构(three-layer architecture)是模块设计上的逻辑划分[1];而这里是按语言应用范围进行的物理划分——与用户交互的是前台语言，与机器交互的是系统语言，介于其中的为前台提供服务同时又需要底层系统服务的是后台语言。” 逗号询问：“后台语言又细分成平台语言与后台脚本语言?” “这是基于程序(program)与脚本(script)、静态与动态而分的。”冒号进行说明，“其实Perl，PHP，Python和Ruby都有自己的虚拟机(virtual machine)，从这种意义上说它们也可作为平台语言。但在实际应用中，它们没有Java平台和.NET平台那种整合凝聚力和核心作用，通常作为轻量级的解决方案。” 问号想探个究竟：“这是由于它们都是动态语言的缘故吗?” 冒号回答：“理论上动态语言同样能承担大型应用，但实践上它们多作为粘合语言或用于中小型应用。用句时髦的话来形容，暂时还是主流的配角或非主流的主角。毕竟在运行效率、类型安全、可用资源、开发工具、技术支持等方面，它们与Java、C#相比尚有一定差距。另外它们同属‘草根’语言，虽有开源社区的大力支持，在影响力上与后者未可同日而语。” 叹号揣测：“说不定在不久的将来，动态语言也会成为主流的主角。” “世易时移，殊难逆料。但有一点可以肯定，语言的发展趋势一定是动静结合、刚柔并济。”冒号断言，“一方面以Java和C#为代表的静态语言中嫁接了动态语言的枝条;另一方面以Java和.NET为代表的平台与动态语言的交壤地带也在逐步扩大。比如JRuby允许Ruby与Java之间互相调用，类似的还有Jython、IronRuby、IronPython等等。此外值得一提的是，动态语言最活跃的舞台当数LAMP，L-A-M-P。” 引号接茬：“L是Linux，A是Apache，M是MySQL，P是PHP。这四大组件形成了一个完整的开源网络开发平台。” 冒号补充道：“P也可指Perl、Python，甚至Ruby。” 逗号调侃：“可惜Ruby的‘R’比‘P’多了一根尾巴。” “有人为了自圆其说，干脆让P表示‘Programming language’，这下所有语言都囊括其中了。老外就喜欢玩这种首字母缩略(acronym)的文字游戏，尤其LAMP正好还有‘灯’的含义，寓意开源世界的一盏明灯，他们一定更得意了。”冒号语带调笑，“前面我们曾提及，网络应用是生长动态语言最肥沃的土壤，而LAMP就是这块土壤上搭建的平台。作为网络平台，LAMP以其开放灵活、开发迅速、部署方便、高可配置、安全可靠、成本低廉等特色而与Java平台和.NET平台鼎足三分，尤其受中小企业的欢迎。LAMP中Linux是操作系统，Apache是Web服务器，MySQL是数据库系统，而我们当下最关心的是‘P族语言’：PHP、Perl、Python还有Ruby。” 问号建议：“作为动态语言，它们的共性上节课已经谈了不少，能说说它们的个性吗?” “它们的个性极为鲜明：Perl凝练晦涩，Python优雅明晰，Ruby精巧灵动，PHP简明单纯。先看老大哥Perl，它博采众家之长，综合了C语言的结构、sed的正则表达式、AWK的关联数组(associative array)、Lisp的表(list)和Unix Shell的命令，此外还有借鉴了一种语言，你们知道是哪种吗?”冒号忽然卖了个关子。 逗号猜想：“应该是某种OOP语言吧。” “Perl中确有不少C++的影子，但它的对象模型在5.0以后才引入，典型的半路出家，远不如前面的特征那么自然。与其说是一种自然而然的发展，不如说是在OOP潮流裹挟下的一种身不由己的迎合。真正深入骨髓的借鉴是自然语言。”冒号给出了答案，“我们提过，Perl的发明者Larry Wall是一名语言学家，他认为程序语言应该与自然语言一样，简洁自然、易读易写、表达多样、不拘一格。Perl还有不少的格言或哲学，使得编程语言一改严谨刻板的面孔，散发出浓郁的人文气息。” 叹号幽了一默：“我见过Perl的代码，人文气息没闻出来，但我怀疑有乙醚气息——看一会就觉得晕晕乎乎的。” 众人大笑。 “有人仅用一行Perl代码就实现了RSA算法，你看了那还不得当场晕倒啊?”冒号打趣道，“Perl的各种魔符好似一把把锋利的剪刀，做起文本裁剪之类的工作来游刃有余。这是它最大的长处，当初Perl就是Wall用来做Unix系统管理的，以后在CGI上的广泛应用也得益于此。这也赋予Perl极强的粘合力，因而有‘internet上的胶带(duct tape)[2]’的说法。它又号称瑞士军刀，精练而复杂，实用而强大。但Perl过于灵活自由，缺乏规范，影响了程序的可读性、一致性、整洁性和可维护性。不熟悉该语言的固然如读天书，熟悉语言而不熟悉问题的也颇费思量。相比之下Python被认为是Perl有力的挑战者，不仅在于它天然的OO设计和丰富的类库，更重要的是它对程序员友好度大大超过Perl。Python也有一系列的被称为禅(Zen)的哲学，不少与Perl是针锋相对的。比如：Perl认为做一件事可以有多种方法，而Python认为一件事应该最好只有一种方法;Perl追求语言的表现力，Python追求简单优雅;Perl喜欢隐性暗示，Python强调显性明示;Perl强调紧凑，Python强调松散; Perl的语法和语义丰富，Python的语法和语义简单而类库丰富。或许Python最让人不习惯的是它对空白符敏感性。” 引号感到惊奇：“对空白符敏感?这个倒真怪异。” 冒号见惯不怪：“虽然有点违反习惯，但非常符合Python一贯的规范简洁的风格——一方面从语法上保证了良好的编码风格;另一方面，每个代码块不再需要起始的大括号或begin/end之类的，减少了的代码行数。顺便插一句，另外一种优雅的语言Haskell同样对空白符敏感，或许优雅正是来自对细节和规范的重视吧。此外许多人抱怨Python中的自引用self太多，殊不知这也是它倡导显式表达的一种体现。总的看来，Python主要的问题还是在性能效率上不尽如人意。” 叹号好奇地问：“Ruby怎么样?据说它将取代Java。” “不要轻言‘取代’二字。”冒号规诫道，“Java没有取代C++，也不会被Ruby取代，至多只是一种再分配。不过Ruby的确是门很可爱的语言，兼具Perl的表现力和Python的可读性。Ruby背后最具特色的理念是：关注程序员使用语言时的感受超过语言本身的功能。通俗地说，兵器的称手比锋利更重要;文雅地说，应给予程序员更多的人文关怀。就拿代码块(block)和迭代器(iterator)来说，虽然均非Ruby首创，但其语法最为赏心悦目。类似的例子比比皆是。Ruby的元编程能力特别强，也是它高度灵活的一种体现，但并不是所有人都喜欢这种风格。Ruby的主要弱点有两个：一个与Python类似，在性能上还有待提高;另一个是它的线程由用户空间(user space)而不是内核空间(kernel space)来管理[3]，不能充分利用多核或多CPU。真正让Ruby变得炙手可热的是web应用框架 Ruby on Rails(RoR)的成功，它们还催生了Java平台上的Groovy语言和Groovy on Grails框架。RoR奉行的CoC(Convention over Configuration)和DRY(Don’t repeat yourself )原则以及MVC架构看似了无新意，但与Ruby结合之后，便如一只猱身而上灵猫，立刻衬托出Java和.NET大象般的身影。” 逗号有些怀疑：“框架竟然捧红了语言，框架真有这么重要吗?” “如果web应用中动态页面较少或业务逻辑不复杂，框架的价值并不大。以前CGI编程就是往Perl之类的代码中嵌入HTML代码，如同Java中的Servlet;PHP则单纯地在HTML代码中插入PHP代码，如同早期的JSP。没有MVC，也不管什么三层架构，更没有ORM。但是——”冒号拖了个转折音，“一旦业务逻辑变得复杂，开发人员增多，手工作坊式编程开始捉襟见肘，引入框架这个流水生产线来提高生产力便是大势所趋。” 句号不解：“我想Perl、Python和PHP一定也有不少框架，Java中的框架更是泛滥成灾，何以独独RoR脱颖而出?” 冒号作出分析：“正值web2.0和敏捷开发(agile development)的概念流行之际，RoR将AJAX与Ruby组合在一起成为绝佳的回应。以前各种web应用框架是不少，但在RoR之前轻量级套餐式解决方案并不多。Perl中的Catalyst、Python中的Pylon还有PHP中的CakePHP等应是效仿之作。因此RoR出现的时机可说是不早不晚，正当其时。此外，Perl和PHP由于过于流行，反而有不少的历史包袱，人们习惯了将表示逻辑和业务逻辑编织在一起。至于Java企业解决方案，框架太多，搭配组合更多，增加了选择的难度。即使采用最常见的轻量级SSH(Struts+Spring+Hibernate)组合，维护起来也比RoR繁杂得多。” 叹号愈发担忧：“听这意思，Java还是危险啊!” “言之过早。”冒号不以为然，“首先RoR还有待进一步检验，目前无论是应用广度还是深度上尚无法与Java相提并论;其次Java在性能、安全等方面还是有不少优势，而这些对于大型和关键性的应用来说尤为重要。即使在中小型web应用中，RoR较之PHP还远为不及。” 问号接下话题：“PHP为何如此流行?” “因为它简单、专一。”冒号答得很干脆，“与Python和Ruby一开始就定位通用语言不同，PHP是专为网络而生的。同早期的Perl相似，PHP起初主要起文本过滤器的作用，只不过Perl多处理文件流(file stream)，而PHP多处理套接字流(socket stream)。PHP的语法简单，且为网络应用度身定造，受到网络开发人员的追捧当在情理之中。它虽很实用很流行，但并不完美。比如：变量名大小写敏感而函数名大小写不敏感;函数命名规则不一致;不支持namespace和unicode[4];与Perl一样，它的对象模型不是先天的，直到PHP 5才真正完善;对线程支持不足;相比Perl、Python和Ruby，它的功能稍显单薄等等。” 引号突然想起：“我记得您在第一堂课提到PHP还能用于桌面应用。” “不仅PHP，Perl、Python还有Ruby，都能作为前台语言来开发命令行或图形界面的应用。同样地，VB、Delphi和JavaScript也能作为后台语言。现代的程序语言既有自己的专长，又向通用化和全能化发展，以争取更多的生存空间。试想一下，现代的程序员又何尝不是如此呢?”言及于此，冒号收住话题，“语言简评告一段落，还有不少既有趣又有用的语言，在此就不一一评说了。我们看到，每种编程语言都有其独特的惯例用法和哲学理念，它们与编程范式一道形成了语言的编程风格。体悟愈深者编程语感愈强，思维与语言愈交融无碍，渐从必然王国走向自由王国。” 逗号满怀憧憬：“那是不是一种人剑合一的境界?” “或许人器合一更准确吧，程序员可不能只会一种兵器哟。”冒号故意抠他的字眼，“现在请大家每人写一句对本节课的感言。” 众人沉思片刻，齐齐挥笔而就—— 叹号——没有最好的语言，只有最合适的语言。 逗号——没有糟糕的语言，只有糟糕的程序员。 问号——没有一种语言是万能的，只会一种语言是万万不能的。 引号——废除对语言的宗教信仰，建立对语言的哲学思维。 句号——编程就是在人脑和电脑之间寻找最佳平衡点的过程。 冒号读罢大悦，顺手一掌拍出五记马屁：“精彩之极!可谓字字珠玑、句句联璧啊。兹决定，给诸位的奖赏是——立时下课!” 众人欣然领赏而去。 插语 [1] 有两种三层架构，一种是three-layer architecture，一种是three-tier architecture。它们经常换用，但其实是有分别的：前者仅仅在逻辑进行划分，而后者在物理上也进行了划分——不同层次的模块运行在不同的主机上。 [2] 不少地方译作‘输送带’、‘传送带’，因为duct有‘输送管’、‘导管’之意，于是想当然地认为这表明Perl在internet上起着输送作用。殊不知‘duct type’专指一种万能的粘性极强的胶带，用以比喻Perl的粘合力。 [3] 这类线程被称为绿色线程(green thread)，也称伪线程。据称Ruby2.0将支持原生线程(native thread)。 [4] PHP将在5.3.0支持namespace，将在6.0支持unicode。 总结 ◆ 比起Java平台和.NET平台，动态语言轻便灵活、开发效率高，但整合凝聚力还不够，在运行效率、类型安全、可用资源、开发工具、技术支持以及影响力等方面也有一定差距，故通常作为轻量级的解决方案。 ◆ LAMP是由Linux、Apache、MySQL和包括PHP、Perl、Python或Ruby在内的脚本语言组成的网络开发平台，具有开放灵活、开发迅速、部署方便、高可配置、安全可靠、成本低廉等优点。 ◆ Perl精练、复杂、强大、灵活、自由、隐晦、表现力强，但规范性、可读性、一致性、整洁性和可维护性较差。 ◆ Python优雅规范、简洁明晰、易学易用、类库丰富，但效率稍差，有些人不喜欢它对空白符敏感的特性。 ◆ Ruby语法精巧、高度灵活，兼具Perl的表现力和Python的可读性，尤其注重程序员的感受，但其性能和线程模型尚有待改进。 ◆ PHP简单、专一、实用、流行，在但相比其他三种语言，在语法和功能上稍有欠缺。 ◆ RoR是一种轻量级套餐式的web应用解决方案，是由好的设计(MVC架构和CoC、DRY原则)加上好的语言(Ruby)在好的时机(web2.0和敏捷开发风行之际)打造出的好的框架。 ◆ 静态语言与动态语言从语言特征到运行环境都在逐渐融合。 ◆ 程序员应该与程序语言一样，既要有自己的专长，又要向通用化和全能化发展。 ◆ 编程语言惯例用法、哲学理念和编程范式形成了语言的编程风格。