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泛型和元编程的模型:Java, Go, Rust, Swift, D等

在程序设计的时候,我们通常希望使用同样的数据结构或算法,就可以处理许多不同类型的元素,比如通用的List或只需要实现compare函数的排序算法。对于这个问题,不同的编程语言已经提出了各种各样的解决方案:从只是提供对特定目标有用的通用函数(如C,Go),到功能强大的图灵完备的通用系统(如Rust,C++)。在本文中,我将带你领略不同语言中的泛型系统以及它们是如何实现的。我将从C这样的不具备泛型系统的语言如何解决这个问题开始,然后分别展示其他语言如何在不同的方向上逐渐添加扩展,从而发展出各具特色的泛型系统。 泛型是元编程领域内通用问题的简单案例:编写可以生成其他程序的程序。我将描述三种不同的完全通用的元编程方法,看看它们是如何在泛型系统空的不同方向进行扩展:像Python这样的动态语言,像Template Haskell这样的过程宏系统,以及像Zig和Terra这样的阶段性编译。

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从 Java 和 JavaScript 来学习 Haskell 和 Groovy(元编程)

本篇文章的话题是元编程。首先来认识元编程,我在第一篇 《引子》里面已经介绍:元编程,指的是在运行时改变 “类” 的定义,例如访问、增加或修改等等。一言以蔽之,就是 “用程序来写程序”。在第二篇的 《类型系统》里面已经借由继承和接口的实现,介绍了一些利用元编程特性来增加或改变子类行为的方法。回顾语言发展的长河,其实是经历了一个从 “对象 -> 类 -> 元类” 到 “对象 -> 原型” 的发展过程的。所以,无论是类,还是元类,这样的概念其实都不是非有不可的,只是因为我们思考的习惯,特别是抽象的习惯而顺其自然地产生了。这一点我在 《编程范型:工具的选择》里面已经详细描述了,建议在往下阅读前移步。

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