การสำรวจการออกแบบภาษาโปรแกรมที่กระตุ้นความคิดได้จุดประกายการอภิปรายที่มีความหมายเกี่ยวกับความแตกต่างพื้นฐานระหว่าง C และ Lisp การวิเคราะห์นี้ตรวจสอบว่าทำไมแนวคิดการเขียนโปรแกรมบางอย่างที่ดูเรียบง่ายบนผิวหน้ากลับเป็นไปไม่ได้ที่จะนำมาใช้ใน C ในขณะที่ภาษาอย่าง Lisp สามารถจัดการได้อย่างเป็นธรรมชาติ
ปัญหาหลัก: เมื่อฟังก์ชันไม่เพียงพอ
การอภิปรายมุ่งเน้นไปที่ข้อจำกัดสำคัญใน C คือ พารามิเตอร์ของฟังก์ชันทั้งหมดจะถูกประเมินค่าก่อนที่ฟังก์ชันจะทำงาน สิ่งนี้อาจฟังดูเป็นเรื่องเทคนิค แต่มันมีผลกระทบที่เป็นจริง เมื่อคุณเขียนคำสั่ง if ใน C ภาษาจะตัดสินใจว่าโค้ดส่วนไหนจะทำงานตามเงื่อนไข อย่างไรก็ตาม หากคุณพยายามสร้าง if เวอร์ชันของคุณเองเป็นฟังก์ชันปกติ ทั้งส่วนที่เป็นจริงและเท็จจะถูกดำเนินการก่อนที่ฟังก์ชันของคุณจะเริ่มทำงาน สิ่งนี้ทำให้เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างโครงสร้างการควบคุมแบบกำหนดเองที่ทำงานเหมือนกับโครงสร้างที่มีอยู่แล้ว
สมาชิกชุมชนได้สังเกตว่านี่ไม่ใช่แค่ปัญหาทางวิชาการ ผู้แสดงความคิดเห็นคนหนึ่งสังเกตว่าโปรเจกต์ C ขนาดใหญ่มักจะใช้ตัวสร้างโค้ดเพื่อแก้ไขข้อจำกัดเหล่านี้ โดยสร้างภาษาย่อยๆ เพื่อเติมเต็มช่องว่าง
จุดเปรียบเทียบภาษาโปรแกรมหลัก:
- ข้อจำกัดของ C: พารามิเตอร์ถูกประเมินค่าก่อนการทำงานของฟังก์ชัน, ความสามารถของ function pointer ที่จำกัด, ไม่สามารถสร้างฟังก์ชันขณะรันไทม์ได้
- ข้อดีของ Lisp: โค้ดเป็นข้อมูล, ระบบแมโครสำหรับ meta-programming, กลยุทธ์การประเมินค่าที่ยืดหยุ่น, ฟังก์ชันระดับแรก
- ผลกระทบในยุคปัจจุบัน: แนวคิดเช่น closures, anonymous functions และเทคนิค functional programming ได้กลายเป็นเรื่องธรรมดาใน JavaScript , Python และภาษาอื่นๆ
ความท้าทายของฟังก์ชันในฐานะข้อมูล
ข้อจำกัดที่สำคัญอีกประการหนึ่งเกี่ยวข้องกับการปฏิบัติต่อฟังก์ชันเป็นข้อมูล แม้ว่า C จะอนุญาตให้ใช้ตัวชี้ฟังก์ชัน แต่มันมีข้อจำกัดมากเมื่อเปรียบเทียบกับสิ่งที่ภาษาอย่าง Lisp เสนอ คุณไม่สามารถสร้างฟังก์ชันได้อย่างง่ายดายหรือสร้างฟังก์ชันที่ปรับเปลี่ยนฟังก์ชันอื่นๆ สิ่งนี้จำกัดประเภทของการสร้างนามธรรมที่โปรแกรมเมอร์สามารถสร้างได้
การอภิปรายเผยให้เห็นว่าสิ่งนี้ส่งผลต่อการเขียนโปรแกรมในโลกจริงอย่างไร ภาษาสมัยใหม่มักให้คุณสมบัติเช่นฟังก์ชัน map ที่นำการดำเนินการไปใช้กับทุกรายการในรายการ แม้ว่าจะเป็นไปได้ใน C ด้วยตัวชี้ฟังก์ชัน แต่มันก็ยุ่งยากและต้องกำหนดฟังก์ชันล่วงหน้าแทนที่จะสร้างตามต้องการ
แนวคิดทางเทคนิคที่อธิบาย:
- Meta-programming: การเขียนโปรแกรมที่สามารถปรับเปลี่ยนหรือสร้างโปรแกรมอื่นๆ ได้
- Closures: ฟังก์ชันที่สามารถเข้าถึงตัวแปรจากขอบเขตที่ล้อมรอบได้
- First-class functions: ฟังก์ชันที่สามารถเก็บไว้ในตัวแปร ส่งผ่านเป็นอาร์กิวเมนต์ และสร้างขึ้นในขณะรันไทม์ได้
- Lazy evaluation: การเลื่อนการคำนวณจนกว่าจะต้องการผลลัพธ์จริงๆ
ทางเลือก Lisp : พลังและความยืดหยุ่น
การสนทนาเน้นย้ำว่า Lisp เข้าหาปัญหาเหล่านี้อย่างไร ใน Lisp โค้ดคือข้อมูลและข้อมูลคือโค้ด ซึ่งหมายความว่าโปรแกรมเมอร์สามารถเขียนโปรแกรมที่ปรับเปลี่ยนโปรแกรมอื่นๆ สร้างโครงสร้างการควบคุมใหม่ และสร้างการสร้างนามธรรมที่ทรงพลังซึ่งเป็นไปไม่ได้ใน C
อย่างไรก็ตาม สมาชิกชุมชนยังยอมรับการแลกเปลี่ยน บางคนชี้ให้เห็นว่าข้อจำกัดของ C ให้ประโยชน์จริงๆ โค้ดมักจะคาดเดาได้มากกว่าและเข้าใจง่ายกว่าเมื่อแยกออกมาดู ดังที่ผู้เข้าร่วมการอภิปรายคนหนึ่งกล่าวไว้ คุณมักจะสามารถดูโค้ด C ส่วนหนึ่งและเข้าใจว่ามันทำอะไรโดยไม่ต้องอ่านโปรแกรมทั้งหมด ซึ่งไม่ใช่เรื่องจริงเสมอไปสำหรับภาษาที่ยืดหยุ่นกว่า
ผลกระทบในโลกจริงและความเกี่ยวข้องสมัยใหม่
การอภิปรายสัมผัสถึงวิธีที่แนวคิดเหล่านี้นำไปใช้กับการเขียนโปรแกรมสมัยใหม่ คุณสมบัติหลายอย่างที่ดูขั้นสูงในปัจจุบัน เช่น closures ฟังก์ชันนิรนาม และเทคนิคการเขียนโปรแกรมเชิงฟังก์ชัน มีอยู่ใน Lisp มาเป็นทศวรรษแล้ว ภาษาอย่าง JavaScript , Python และอื่นๆ ได้นำแนวคิดเหล่านี้มาใช้ทีละน้อย แสดงให้เห็นถึงคุณค่าเชิงปฏิบัติของมัน
สมาชิกชุมชนหลายคนแบ่งปันประสบการณ์การเรียนรู้แนวคิดการเขียนโปรแกรมเชิงฟังก์ชัน โดยสังเกตว่าการเข้าใจแนวคิดเหล่านี้ช่วยได้แม้เมื่อทำงานในภาษาแบบดั้งเดิมมากกว่า หลักการเบื้องหลังความยืดหยุ่นของ Lisp ปรากฏในเครื่องมือและเฟรมเวิร์กการพัฒนาสมัยใหม่หลายตัว
บทสรุป
การสำรวจข้อจำกัดของ C นี้ทำหน้าที่มากกว่าแค่การฝึกหัดทางเทคนิค มันแสดงให้เห็นว่าการเลือกการออกแบบภาษาส่งผลต่อสิ่งที่โปรแกรมเมอร์สามารถแสดงออกและวิธีที่พวกเขาคิดเกี่ยวกับปัญหา แม้ว่าความเรียบง่ายและความคาดเดาได้ของ C จะมีข้อดีที่ชัดเจน แต่การเข้าใจสิ่งที่มันทำไม่ได้ช่วยอธิบายว่าทำไมภาษาอื่นๆ จึงพัฒนาแนวทางที่แตกต่างกัน สำหรับนักพัฒนาที่ทำงานในภาษาใดก็ตาม การรับรู้แนวคิดพื้นฐานเหล่านี้สามารถนำไปสู่การตัดสินใจในการออกแบบที่ดีกว่าและความซาบซึ้งที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นสำหรับเครื่องมือที่มีอยู่ในสภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรมสมัยใหม่