为什么 Ruby 是一种受欢迎的 LISP

为什么 Ruby 是一种受欢迎的 LISP

于2007-08-13 04:55:38翻译 | 已有7441人浏览 | 有4人评论

几年之前，我考虑过 Ruby 并决定忽视它。Ruby 不像 Python 那么流行，也不像 LISP 那么强大。为什么我要把时间花在这上面？当然，我们可以反过来考虑这个事情。如果说 Ruby 比 LISP 更流行，比 Python 更强大会怎样？这样就足够使 Ruby 变得有趣了？在回答这个问题之前，我们应该确定是什么使得 LISP 如此强大。Paul Graham 写过一些颇有说服力的文章来说明 LISP 的优点。出于讨论的目的，我把这些文章的内容归纳为两点： *LISP 是一个紧凑的函数式语言。 *LISP 拥有可编程的宏。在下面会看到，Ruby 也堪称一个函数式语言，它对宏的模拟比我想得还要好。 Ruby 是一个比 LISP 更紧凑的函数式语言一门紧凑的语言可以让你简洁地，没有疑惑地把意思说出来。你一眼可以看到.....

几年之前，我考虑过 Ruby 并决定忽视它。Ruby 不像 Python 那么流行，也不像 LISP 那么强大。为什么我要把时间花在这上面？

当然，我们可以反过来考虑这个事情。如果说 Ruby 比 LISP 更流行，比 Python 更强大会怎样？这样就足够使 Ruby 变得有趣了？

在回答这个问题之前，我们应该确定是什么使得 LISP 如此强大。Paul Graham 写过一些颇有说服力的文章来说明 LISP 的优点。出于讨论的目的，我把这些文章的内容归纳为两点：

    LISP 是一个紧凑的函数式语言。
    LISP 拥有可编程的宏。

在下面会看到，Ruby 也堪称一个函数式语言，它对宏的模拟比我想得还要好。
Ruby 是一个比 LISP 更紧凑的函数式语言

一门紧凑的语言可以让你简洁地，没有疑惑地把意思说出来。你一眼可以看到更多的程序，没有更多的地方可供 bug 藏身。到了一定程度之后，能够使你的程序更紧凑的唯一方法就是使用更有力的抽象。

一个特别的、强大的抽象是 lambda 。借助 lambda ，你可以即刻建立一个新的函数，并将它传给其它函数，甚至保存起来留待以后再用。比如，如果你想将表中的每个数字都扩大一倍，你可以写成：

(mapcar (lambda (n) (* n 2)) mylist)

mapcar 通过变换 mylist 中的每个元素建立了一个新的列表。在这个例子中，这个变换可以被读作“对每一个值 n ，乘以 2 。”用 JavaScript 中的 function 来代替 lambda ，可能会清楚一点：

map(function (n) { return n * 2 }, mylist)

当然，这只是关于你能用 lambda 做什么的一点提示。偏爱使用这种风格编程的语言被称作函数式语言，因为它们利用函数进行工作。一旦你学着阅读由一种紧凑的函数式语言所写的程序，你会发现它真的非常简洁，非常清晰。

Ruby 在函数式程序设计上如何与 Lisp 一较高下呢？让我们考虑 Paul Graham 的一个经典例子，一个函数，建立一个累加器：

(defun foo (n) (lambda (i) (incf n i)))

这段代码用 Ruby 来写的话会更短一点，而且写法对于 C 的用户来说更熟悉一点：

def foo(n) lambda {|i| n+=i} end

acc = foo 3
acc.call(1)    # --> 4
acc.call(10)   # --> 14
acc.call(0)    # --> 14

但是在 Ruby 中有一种有趣的特殊情况可以让我们打更少的字。考虑一个（非常傻的）函数，它需要一个 lambda 作为参数：

$ Call 'fn' once for each natural number.
(defun each-natural-number (fn)
(loop for n from 1 do (funcall fn n)))

$ Print 1, 2, 3...
(each-natural-number
(lambda (n) (format t "~D~%" n)))

现在，我们可以用 Ruby 写相同的函数：

def each_natural_number(fn)
n = 0
loop { fn.call(n += 1) }
end

each_natural_number(lambda {|n| puts n })

但是我们可以做到更好。让我们用 yield 替换掉 lambda 和 fn ：

def each_natural_number
n = 0
loop { yield n += 1 }
end

each_natural_number {|n| puts n }

是的，yield 是一个有特定用途的技巧，并且只在那些需要单独一个 lambda 的函数中工作。但是在高度函数化的代码里面，yield 对我们非常有帮助。比较：

[1,2,3].map {|n| n*n }.reject {|n| n%3==1 }

(remove-if (lambda (n) (= (mod n 3) 1))
           (mapcar (lambda (n) (* n n))
                   '(1 2 3)))

在一个大型程序中，这就有区别了。（LISP 一方的辩解是，可以写一个 reader 宏，让 lambda 变得更简洁。但是很少有这么做的。）
你想从宏中得到的东西，Ruby 能给你差不多 80%

关于这一点，LISP 用户会说：“lambda 的语法很棒，但是宏又怎么样呢？”这是一个好问题。LISP 宏是一种函数并且：

    由编译器运行
    将自定义的语法转换成原始的 LISP 。

宏最常见的用途是避免键入太多的 lambda ：

(defmacro with-each-natural-number (n expr)
`(each-natural-number (lambda (,n) ,expr)))

(with-each-natural-number n
(format t "~D~%" n))

defmacro 定义了一个函数，函数需要一个列表作为参数，并返回另一个列表。在这个例子中，每一次编译器看到 with-each-natural-number 时都会调用我们的宏。它使用了 LISP 的“反引号”语法从一个模板中快速构造出一个列表，并替换掉 n 和 expr 。然后列表被传回编译器。

当然，这个宏在 Ruby 中没什么用，因为 Ruby 中不存在这个宏所需要解决的问题。

宏的第二个最常见的用途是通过建立迷你语言来定义东西：

$ Generate some bindings to our database
$ using a hypothetical "LISP on Rails."
(defmodel <order> ()
(belongs-to <customer>)
(has-many <item> :dependent? t))

使用 Ruby on Rails ，我们可以这么写：

class Order < ActiveRecord::Base
belongs_to :customer
has_many :items, :dependent => true
end

这里，belongs_to 是一个类方法。调用时，会将一批成员方法添加到 Order 中。方法的实现相当难看，但是接口确实漂亮。

对任何类似宏的功能的真正考验是，是否经常建立迷你语言。这方面 Ruby 取得了良好的成绩：除了 Rails ，还有 Rake（用来编写 Makefiles ），Needle（连接组件），OptionParser（解析命令行选项），DL（与 C APIs 交互）等等，不计其数。Ruby 程序员使用 Ruby 编写任何东西。

当然，有许多高级的 LISP 宏不能被简单地移植到 Ruby 中。特别是，那些编译迷你语言的宏还没有出现，虽然有足够的工作使它们有可能出现。（ Ryan Davis 在这个方向上已经完成了一些有前途的工作，ParseTree 和 RubyInline ，我会写一些相关技术的文章。）
Ruby 有优秀的库、社区，成长势头良好

那么如果 LISP 仍然比 Ruby 更强大，为什么不使用 LISP ？反对使用 LISP 编程的常见理由有：

    没有足够的库。
    我们没法雇佣 LISP 程序员。
    在过去 20 年里看不到 LISP 的影子。

这些并非是压倒性的理由，但是它们确实值得考虑。

曾几何时，人们认为 Common Lisp 标准库太巨大了。但是今天，人们又苦于它太小了。Java 的手册能够堆满一面墙，Perl 的 CPAN 存档有满足你能想象到的任何目的的模块。相比之下，Common Lisp 甚至没有标准的方法进行网络通信。

同样地，LISP 程序员太少了。如果你在波士顿附近，这有一小群可以创造神奇的头发斑白的黑客。在其它地方，那些好学的年轻黑客又非常分散。LISP 总是一种少数派语言。

另一方面，Ruby 正在流行中快速地成长。最大的动力似乎是 2004 年末开始的 Rails ，如果你试着开一家公司，那么每一个可能的员工都是 Rails 的粉丝已经是司空见惯的事情了。Rails 很快将纳入到一般的 web 开发中，并最终从其中产生庞大的商业机会。

Ruby 用足够久的时间开发了一个优秀的标准库，大量的附加库。如果你需要下载一个网页，解析 RSS ，生成图形或者调用 SOAP API ，你所要的都已经做好了。

现在，在一门强大的语言和一门流行的语言中作选择的话，选择强大的那个可能更好。但是如果强大的功能是次要的，那么流行的语言就具备了所有的优点。在 2005 年，要弃 Ruby 选 LISP ，我会很艰难地考虑很长一段时间。可能我只会在需要优化代码，或者需要宏来扮演一个全功能的编译器时才会这么做。

（感谢 Michael Fromberger 审阅了本文早期的一个草稿。）