编程语言中的6个有趣特性
Java是一门不断发展的语言，这是一件好事。然而，其他语言的一些特性也是值得研究的。语言的结构是人们思考问题的方式，也是人们设计解决方案的方式。学习或至少熟悉其他语言是借鉴其设计的好方法。
Java是我学习的第一门语言并且是我专业使用的语言。它是我大约十五年以来的主要谋生手段。然而，它并不是我多年来学习和使用的唯一语言：例如，很久以前，我必须开发JavaScript代码来实现动态用户界面。当时，它被称为DHTML ……几年前，我还自学了Kotlin，并且从未停止过使用它。去年，在一家新公司工作时，我尝试了Clojure，但没有成功。
在上述所有场景中，Java仍然是我学习和评判其他语言的基准。以下是一些有趣的语言特性，我认为这些特性对于来自Java背景的人都颇具思想挑战性。
JavaScript：原型
JavaScript是我和Java一起使用的第一种语言。尽管JavaScript已经发展这么多年了，但它有一个实现起来非常奇怪的常见特性：新对象的实例化。
在Java中，首先创建要一个类：
public class Person {
private final String name;
private final LocalDate birthdate;
public Person(String name, LocalDate birthdate) {
this.name = name;
this.birthdate = birthdate;
}
public String getName() {
return name;
}
public LocalDate getBirthdate() {
return birthdate;
}
}然后，就可以继续创建该类的实例了：
var person1 = new Person("John Doe", LocalDate.now());
var person2 = new Person("Jane Doe", LocalDate.now());JavaScript与Java的语法非常相似：
class Person {
constructor(name, birthdate) {
this.name = name;
this.birthdate = birthdate;
}
}
let person1 = new Person("John Doe", Date.now());
let person2 = new Person("Jane Doe", Date.now());相似之处到此为止。由于JavaScript具有动态特性，所以可以向现有实例中添加属性和函数。
person1.debug = function() {
console.debug(this);
}
person1.debug();但是，这些只能添加到某个实例中。其他实例会缺少这些补充属性或函数：
person2.debug(); // Throws TypeError: person2.debug is not a function要将函数（或属性）添加到所有实例（无论是现在的还是将来的）中，都需要利用原型的概念：
Person.prototype.debug = function() {
console.debug(this);
}
person1.debug();
person2.debug();
let person3 = new Person("Nicolas", Date.now());
person3.debug();Kotlin：扩展函数/属性
几年前，我开始尝试着自学Android。我发现这种体验对开发人员来说不太友好：当然，我了解它其中一个目标是尽可能减少内存占用，但这是以非常简洁的API为代价的。
我记得当时我必须调用带有很多参数的方法，其中大多数参数为null。在尝试寻找到一种方法来解决这个问题时，找到了Kotlin的扩展属性：带有默认参数。我后来停止了Android的学习，但仍继续使用Kotlin。
我喜欢Kotlin。很多人都称赞Kotlin的null安全性（null-safety）实现。但对我来说，我喜欢它，并不是因为它是null安全的，而是因为别的。
假设我们经常需要将字符串首字母改成大写。在Java中实现这一目的的方法是使用静态方法创建一个类：
public class StringUtils {
public static String capitalize(String string) {
var character = string.substring(0, 1).toUpperCase();
var rest = string.substring(1, string.length() - 1).toLowerCase();
return character + rest;
}
}在早期，每个项目几乎都具有StringUtils和DateUtils类。幸运的是，现有的库提供了最常用的功能，例如Apache Commons Lang和Guava。然而，它们仍遵循相同的设计原则，即遵循基于静态方法的设计原则。这很糟糕，因为Java被认为是一种面向对象语言。不幸的是，静态方法不是面向对象的。
在扩展函数和属性的帮助下，Kotlin允许将行为、状态分别添加到现有的类中。语法非常简单，并且与面向对象的方法完全兼容：
fun String.capitalize(): String {
val character = substring(0, 1).toUpperCase()
val rest = substring(1, length - 1).toLowerCase()
return character + rest
}在编写Kotlin代码时，我经常使用这个。
在底层，Kotlin编译器生成与Java代码类似的字节码。这仅仅是语法糖，但是从设计的角度来看，与Java代码相比，它是一个巨大的改进！
Go：隐式接口实现
在大多数面向对象语言（Java、Scala、Kotlin等）中，类可以实现一个契约（也称为接口）。这样，客户端代码可以引用该接口，而无需关心任何特定的实现。
public interface Shape {
float area();
float perimeter();
default void display() {
System.out.println(this);
System.out.println(perimeter());
System.out.println(area());
}
}
public class Rectangle implements Shape {
public final float width;
public final float height;
public Rectangle(float width, float height) {
this.width = width;
this.height = height;
}
@Override
public float area() {
return width * height; //(1)
}
@Override
public float perimeter() {
return 2 * width + 2 * height; //(1)
}
public static void main(String... args) {
var rect = new Rectangle(2.0f, 3.0f);
rect.display();
}
}（1）处为了精确起见，应该使用 BigDecimal ，但这不是重点
重点是：由于 Rectangle 实现了 Shape，所以可以在 Rectangle 的任何实例上调用在 Shape 上定义的 display() 方法。
Go不是一种面向对象语言：它没有类的概念。它提供了结构体，并且函数可以与这种结构体相关联。它还提供了接口，该接口可以使用结构体来实现。
然而，Java实现接口的方式是显式的：Rectangle 类声明它实现了Shape。相反，Go的方式是隐式的。实现接口所有函数的结构体隐式地实现了该接口。
这可以转换为如下代码：
package main
import (
"fmt"
)
type shape interface { //(1)
area() float32
perimeter() float32
}
type rectangle struct { //(2)
width float32
height float32
}
func (rect rectangle) area() float32 { //(3)
return rect.width * rect.height
}
func (rect rectangle) perimeter() float32 { //(3)
return 2 * rect.width + 2 * rect.height
}
func display(shape shape) { //(4)
fmt.Println(shape)
fmt.Println(shape.perimeter())
fmt.Println(shape.area())
}
func main() {
rect := rectangle{width: 2, height: 3}
display(rect) //(5)
}（1）定义 shape 接口
（2）定义 rectangle 结构体
（3）将两个 shape 函数添加到 rectangle 中
（4）display() 方法只接收一个 shape 参数
（5）因为 rectangle 实现了shape的所有函数，并且由于是隐式实现的，所以 rect 也是一个 shape。因此，调用display()方法并将rect作为参数进行传递是完全合法的
Clojure：“依赖类型”
我之前的公司对Clojure投入了大量的资金。正因为如此，我努力学习过这门语言，甚至还写了几篇文章来总结我对它的理解。
Clojure深受LISP的启发。因此，表达式用圆括号括起来，首先执行位于圆括号内部的方法。此外，Clojure是一种动态类型语言：它们虽然有类型，但没有声明。
另一方面，该语言提供了基于契约的编程。可以指定前置条件和后置条件：它们在运行时计算。这些条件可以进行类型检查，例如，检查参数是字符串还是布尔值等？甚至可以进行更进一步地检查，类似于_dependent类型：
在计算机科学和逻辑学中，依赖类型是其定义依赖于某个值的类型。“整数对”是一种类型。由于对值的依赖，“第二个大于第一个的整数对”也是依赖类型。
— 维基百科
https://en.wikipedia.org/wiki/Dependent_type
它在运行时强制执行，因此它不能被真正称为依赖类型。然而，这是我所接触过的语言中最接近依赖类型的一种了。
之前，我曾详细写过一篇关于依赖类型和基于契约编程的文章。
Elixir ：模式匹配
一些语言吹嘘自己提供了模式匹配的特性。通常，模式匹配可用于计算变量，例如，在Kotlin中：
var statusCode: Int
val errorMessage = when(statusCode) {
401 -> "Unauthorized"
403 -> "Forbidden"
500 -> "Internal Server Error"
else -> "Unrecognized Status Code"
}这个用法是类固醇上（steroids）的switch语句。然而，一般来说，模式匹配的应用要广泛得多。在下面的代码片段中，首先检查常规HTTP状态错误码，如果没有找到，则默认设成更通用的错误信息：
val errorMessage = when {
statusCode == 401 -> "Unauthorized"
statusCode == 403 -> "Forbidden"
statusCode - 400 < 100 -> "Client Error"
statusCode == 500 -> "Internal Server Error"
statusCode - 500 < 100 -> "Server Error"
else -> "Unrecognized Status Code"
}不过，它是有限制的。
Elixir是一种在Erlang OTP上运行的动态类型语言，它将模式匹配提升到了一个全新的水平。Elixir的模式匹配可用于简单的变量析构：
{a, b, c} = {:hello, "world", 42}a 将被赋值成 :hello，b 被赋值成 “world”，c 被赋值成 42。
它还可以对集合进行更高级的析构：
[head | tail] = [1, 2, 3]head 被赋值成 1，tail 被赋值成 [2, 3]。
然而，对于函数重载来说，它甚至更是如此。作为一种函数式语言，Elixir没有用于循环的关键字（for 或 while），循环需要使用递归来实现。
举个例子，我们使用递归来计算 List 的大小。在Java中，这是很容易的，因为有一个size()方法，但是 Elixir API 没有提供这样的功能。让我们用如下的伪代码来实现该功能，Elixir 也是采用这种递归的方法。
public int lengthOf(List<?> item) {
return lengthOf(0, items);
}
private int lengthOf(int size, List<?> items) {
if (items.isEmpty()) {
return size;
} else {
return lengthOf(size + 1, items.remove(0));
}
}几乎可以将它逐行的转换成 Elixir：
def length_of(list), do: length_of(0, list)
defp length_of(size, list) do
if [] == list do
size
else
[_ | tail] = list //(1)
length_of(size + 1, tail)
end
end（1）变量析构的模式匹配。表头的值被赋值给 _ 变量，这意味着以后就无法引用它了，因为它没有用处了。
然而，如前所述，Elixir模式匹配也适用于函数重载。因此，Elixir的命名方式将是：
def list_len(list), do: list_len(0, list)
defp list_len(size, []), do: size //(1)
defp list_len(size, list) do //(2)
[_ | tail] = list
list_len(size + 1, tail)
end（1）如果列表为空，则调用此方法
（2）否则调用此函数
注意，模式是按照声明的顺序进行评估的：在上面的代码段中， Elixir首先评估具有空列表的函数，如果不匹配，才评估第二个函数，即列表不为空。如果要以相反的顺序声明函数，则每次都会对非空列表进行匹配操作。
Python：for推导式
Python是一种动态类型语言。与Java一样，Python通过 for 关键字提供循环功能。下面的代码片段循环遍历集合中的所有项，并逐个打印它们。
for n in [1, 2, 3, 4, 5]:
print(n)要在新集合中收集所有项，可以先创建一个空集合，然后在循环中添加每个项到空集合中：
numbers = []
for n in [1, 2, 3, 4, 5]:
numbers.append(n)
print(numbers)然而，可以使用一个精美的Python特性：for推导式（for comprehensions）。虽然它与标准循环使用相同的 for 关键字，但是for推导式是一个能获得相同结果的函数式构造器。
numbers = [n for n in [1, 2, 3, 4, 5]]
print(numbers)上面片段的输出是 [1, 2, 3, 4, 5] 。
也可以转换每个项。例如，下面的代码段将计算每个项的平方：
numbers = [n ** 2 for n in [1, 2, 3, 4, 5]]
print(numbers)输出是 [1, 4, 9, 16, 25]。
for推导式的一个好处是能够使用条件语句。例如，下面的代码片段将只过滤偶数项，然后将其平方：
numbers = [n ** 2 for n in [1, 2, 3, 4, 5] if n % 2 == 0]
print(numbers)输出是 [4, 16]。
最后，for推导式允许使用笛卡尔积。
numbers = [a:n for n in [1, 2, 3] for a in ['a', 'b']]
print(numbers)它将会输出 [(‘a’, 1), (‘b’, 1), (‘a’, 2), (‘b’, 2), (‘a’, 3), (‘b’, 3)]。
以上的for推导式也被称为列表推导式（list comprehensions），因为它们是为了创建新的列表而设计的。Map推导式（Map comprehension）也是非常相似的，目的是为了创造map。
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