如何掌握程序语言（转载）

校的教学太落后了。别的学校都开始教 C 或者 C++ 了，我们还在教 Pascal。”现在真正理解了程序语言的设计原理以后我才真正的感觉到，原来 Pascal 是比 C 和 C++ 设计更好的语言。它不但把人从底层细节里解脱出来，没有面向对象的思维枷锁，而且有一些很好的设计，比如强类型检查，嵌套函数定义等等。可是计算机的世界 真是谬论横行，有些人批评 Pascal，把优点都说成是缺点。比如 Brain Kernighan 的这篇《Why Pascal is Not My Favorite Programming Language》，现在看来真是谬误百出。Pascal 现在已经几乎没有人用了。这并不很可惜，因为它被错怪的“缺点”其实已经被正名，并且出现在当今最流行的一些语言里：Java, Python, C#, ……

4. 函数式语言

函数式语言相对来说是当今最好的设计，因为它们不但让人专注于算法和对问题的解决，而且没有面向对象语言那些思维的限制。但是需要注意的是并不是每个函数式语言的特性都是好东西。它们的支持者们经常把缺点也说成是优点，结果你其实还是被挂上一些不必要的枷锁。比如 OCaml 和 SML，因为它们的类型系统里面有很多不成熟的设计，导致你需要记住太多不必要的规则。

5. 逻辑式语言

逻辑式语言（比如 Prolog）是一种超越函数式语言的新的思想，所以需要一些特殊的训练。逻辑式语言写的程序，是能“反向运行”的。普通程序语言写的程序，如果你给它一个输入，它会给你一个输出。但是逻辑式语言很特别，如果你给它一个输出，它可以反过来给你所有可能的输入。其实通过很简单的方法，可以不费力气的把程序从函数式转换成逻辑式的。但是逻辑式语言一般要在“pure”的情况下（也就是没有复杂的赋值操作）才能反向运行。所以学习逻辑式语言最好是从函数式语言开始，在理解了递归，模式匹配等基本的函数式编程技巧之后再来看 Prolog，就会发现逻辑式编程简单了很多。

从何开始

可是学习编程总要从某种语言开始。那么哪种语言呢？就我的观点，首先可以从 Scheme 入门，然后学习一些 Haskell (但不是全部)，之后其它的也就触类旁通了。你并不需要学习它们的所有细枝末节，而只需要学习最精华的部分。所有剩余的细节，会在实际使用中很容易的被填补上。现在我推荐几本比较好的书。

《The Little Schemer》(TLS)：我觉得 Dan Friedman 的 The Little Schemer 是目前最好，最精华的编程入门教材。这本书很薄，很精辟。它的前身叫《The Little Lisper》。很多资深的程序语言专家都是从这本书学会了 Lisp。虽然它叫“The Little Schemer”，但它并不使用 Scheme 所有的功能，而是忽略了 Scheme 的一些毛病，直接进入最关键的主题：递归和它的基本原则。

《Structure and Interpretation of Computer Programs》(SICP)：The Little Schemer 其实是比较难的读物，所以我建议把它作为下一步精通的读物。SICP 比较适合作为第一本教材。但是我需要提醒的是，你最多只需要看完前三章。因为从第四章开始，作者开始实现一个 Scheme 解释器，但是作者的实现并不是最好的方式。你可以从别的地方更好的学到这些东西。不过也许你可以看完 SICP 第一章之后就可以开始看 TLS。

《A Gentle Introduction to Haskell》：对于 Haskell，我最开头看的是 A Gentle Introduction to Haskell，因为它特别短小。当时我已经会了 Scheme，所以不需要再学习基本的函数式语言的东西。我从这个文档学到的只不过是 Haskell 对于类型和模式匹配的概念。

过度到面向对象语言

那么如果从函数式语言入门，如何过渡到面向对象语言呢？毕竟大部分的公司用的是面向对象语言。如果你真的学会了函数式语言，就会发现面向对象语言已经易如反掌。函数式语言的设计比面向对象语言简单和强大很多，而且几乎所有的函数式语言教材（比如 SICP）都会教你如何实现一个面向对象系统。你会深刻的看到面向对象的本质以及它存在的问题，所以你会很容易的搞清楚怎么写面向对象的程序，并且会发现 一些窍门来避开它们的局限。你会发现，即使在实际的工作中必须使用面向对象语言，也可以避免面向对象的思维方式，因为面向对象的思想带来的大部分是混乱和冗余。

深入本质和底层

那么是不是完全不需要学习底层呢？当然不是。但是一开头就学习底层硬件，就会被纷繁复杂的硬件设计蒙蔽头脑，看不清楚本质上简单的原理。在学会高层的语言之后，可以进行“语义学”和“编译原理”的学习。

简言之，语义学(semantics) 就是研究程序的符号表示如何对机器产生“意义”，通常语义学的学习包含 lambda calculus 和各种解释器的实现。编译原理 (compilation) 就是研究如何把高级语言翻译成低级的机器指令。编译原理其实包含了计算机的组成原理，比如二进制的构造和算术，处理器的结构，内存寻址等等。但是结合了语义学和编译原理来学习这些东西，会事半功倍。因为你会直观的看到为什么现在的计算机系统会设计成这个样子：为什么处理器里面有寄存器 (register)，为什么需要堆栈(stack)，为什么需要堆(heap)，它们的本质是什么。这些甚至是很多硬件设计者都不明白的问题，所以它们的硬件里经常含有一些没必要的东西。因为他们不理解语义，所以经常不明白他们的硬件到底需要哪些部件和指令。但是从高层语义来解释它们，就会揭示出它们的本质，从而可以让你明白如何设计出更加优雅和高效的硬件。

这就是为什么一些程序语言专家后来也开始设计硬件。比如 Haskell 的创始人之一 Lennart Augustsson 后来设计了 BlueSpec，一种高级的硬件描述语言，可以 100% 的合成 (synthesis) 为硬件电路。Scheme 也被广泛的使用在硬件设计中，比如 Motorola, Cisco 和曾经的 Transmeta，它们的芯片设计里面含有很多 Scheme 程序。

这基本上就是我对学习程序语言的初步建议。以后可能会就其中一些内容进行更加详细的阐述。

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