精简九月来啦！

简介

大家好！希望你们一切都好。

对 Exercism 来说，八月是非常忙碌的一个月。我们合并了 Premium 和 Insiders，把自动反馈直接加进了编辑器，推出了学习轨道奖杯，还对网站做了大量小改进！如果你还没查看自己的学习轨道、看看能拿到哪些奖杯，一定要去看看。我们已经给获得一个或更多奖杯的所有人发了邮件，也请留意查收。 八月里，我们在 #12in23 中也玩得很开心，探索了人们通常用来开发应用的语言。

这个月是 Slimline September，我们要探索的是那些语法往往非常简洁凝练的语言。具体来说，我们会看 8th（Forth 的后代）、AWK、Bash、jq、Perl 和 Raku（以前叫 Perl 6）。

徽章

要获得 Slimline September 徽章，你需要在九月里完成这些语言中任意一种的五个练习。

还有一个贯穿全年的 12in23 徽章。要获得它，你需要用该语言解决五个精选练习。

• Gigasecond：处理日期
• Atbash Cipher：处理字符串
• Darts：处理数字和条件
• Luhn：处理字符串、条件和数字
• Series：处理字符串和序列

这些练习以及前几个月的练习都可以在 #12in23 页面上找到。

概览

我们来深入了解一下这些语言，先看看每一种的概览。

8th

• 由 Ron Aaron 开发。
• 名字是 Forth 语言的双关，Forth 是它的主要灵感来源。不过它和 Forth 有很多不同：
  • 强类型
  • 跨平台
  • 更高的安全性（没有直接内存访问，也没有内置汇编器）
• 提供免费版和商业版，后者功能更多。
• 闭源，但购买企业许可证后就可以查看源代码

AWK

• AWK 是 20 世纪 70 年代由 Alfred Aho、Peter Weinberger 和 Brian Kernighan 在贝尔实验室创造的。这个名字是三位作者姓氏的首字母缩写。
• 它是一种领域特定语言，专为文本处理而设计，但也可以用于其他用途
• AWK 和 sed、grep 一样是一种 Unix 过滤器，适合在管道中使用
• Single UNIX Specification 和 Linux Standard Base 规范都要求任何实现都必须包含它，所以大多数 *nix 机器上都能见到它
• AWK 语言有多种实现：
  • awk（原版 AWK 也叫 oawk）：最初的实现
  • GNU AWK（gawk），1988 年发布，对语言做了大幅修改和扩展
  • BWK AWK（又叫 nawk），90 年代末发布
  • mawk：快速的字节码解释实现
• 在很多 *nix 系统上，awk 命令是指向 gawk 或 nawk 的符号链接

Bash

• Bash 是由 Brian Fox 开发的 Unix shell，于 1989 年发布。
• 它被设计成 Bourne shell 的免费替代品，如今已成为大多数 Linux 发行版的默认登录 shell。它是 Bourne shell 命令语法的超集，因此过渡起来更容易
• 它在很多方面扩展了 Bourne shell：花括号展开、命令行补全、信号处理等等

jq

• 由 Stephen Dolan 开发，2012 年发布
• 旨在让你轻松地查询、转换和操作 JSON 文档（“JSON 版的 sed”）
• jq 工具（也就是该语言的实现）最初用 Haskell 实现，后来移植到了 C。另外还有基于 Go 和 Rust 的移植版本

Perl

• Perl 由 Larry Wall 在 20 世纪 80 年代末开发，1987 年首次发布。
• 它被设计成一种通用脚本语言，让报表处理更容易
• 影响非常大，尤其是它的正则表达式支持（稍后我们会再聊到）

Raku

• 由 Larry Wall（Perl 的创造者）设计，2015 年发布
• 它最初叫 Perl 6，本意是清理这门语言，去掉一些被认为没什么用或令人困惑的特性（Larry Wall 有个有趣的说法：“在 Perl 6 中，我们决定与其修正用户，不如修正语言。”）。结果 Perl 6 与 Perl 5 并不源码兼容，于是改名为 Raku
• 设计理念的核心是让编程愉快而高效，同时提供各种工具来应对各种各样的编程挑战（通用）
• 由于 Raku 是一份规范，所以可以有（也确实有）多种实现。目前唯一在积极开发的实现是 Rakudo，但也有一些较老的实现，比如 Pugs（用 Haskell 编写）、v6-KindaPerl6 和 Niecza（面向 CLR）

这些语言都用在哪里？

8th

• 很遗憾，我们没能找到它在哪些地方被使用

AWK

• 用于数据提取和报表，以及一般的脚本编写

Bash

• 主要用于系统管理，也用来提供 CLI 工具或包装其他工具。我们在批量处理 Exercism 代码仓库时大量使用它

jq

• 用于查询、转换和操作 JSON 文档，通常以 shell 脚本的形式出现

Perl

• 用于数据操作、文件解析、Web 编程和系统管理任务。凭借字符串处理能力和庞大的模块生态，它在互联网早期就流行起来。

Raku

• 用于文本处理、系统管理等等

从编程的角度看，这些语言有什么有趣之处？

这些语言大多是动态类型、解释型的，这和它们的脚本语言本质很契合。不过也有一些例外，特别是在支持的编程范式方面。

8th

• 强类型
• 多范式：过程式，但更有意思的是基于栈（基于栈的执行模型）、反射（能够检查和修改自身的结构和行为）以及串接式（所有表达式都是函数，函数的并置表示函数组合）
• 可以编译成本地代码，也可以在 REPL 中解释执行

AWK

• 动态类型，通常为解释型（取决于所用的实现）
• 主要范式是数据驱动，你把程序写成一组语句，描述要匹配的数据和所需的处理，而不是明确地定义一系列要执行的步骤。AWK 也支持过程式编程

Bash

• 动态、解释型语言
• 支持命令式和过程式编程

jq

• 动态、解释型语言
• 纯函数式语言（所有值都不可变），强调“管道”。很有 Unix 的味道

Perl

• 动态类型、解释型
• 多范式，支持函数式、面向对象和命令式编程

Raku

• 动态类型，但支持渐进式类型，可以在需要的地方加上静态类型（Perl 是动态的）
• 多范式语言：命令式、过程式、面向对象和函数式

它们好在哪里？

8th

• 语法极少，让这门语言更容易学习和理解。用 JSON 来描述数据（比如对象和数组）。还支持栈、队列、堆等其他容器
• 没有保留关键字。子程序被称为“word”，而且很容易定义新的 word。不管是内置的还是用户定义的，所有 word 都可以在运行时重新定义
• 跨平台。可以轻松为任何受支持的平台生成可执行文件
• 安全。内置安全特性，能防止各种 bug（没有直接内存访问，运行时也不链接动态库）

AWK

• 语法简单，AWK 代码结构非常一致，因此容易学习和阅读。它的数据结构也简单而灵活
• 表达力很强，用很少的代码就能做很多事。非常适合写单行脚本
• 安装在大多数 *nix 机器上，这意味着你能在很多地方用到 AWK 技能（和 /bin/sh 一样，是标准 Unix 中仅有的脚本语言）
• 在管道和 shell 脚本中表现出色，AWK 可以处理其他工具的输出，反之亦然

Bash

• 可以在大多数平台上使用。几乎所有 *nix 机器上都装了它，包括 macOS。有了 Windows Subsystem for Linux（WSL），bash 现在也能在 Windows 系统上使用。
• 可以把它当作 RE(P)L 来用：既可以逐条运行命令，也可以从文件（即 shell 脚本）中读取并执行代码。如果你用过 Linux 终端，那你说不定已经写过 bash 代码了，因为终端通常就是一个 bash RE(P)L
• Bash 和 shell 脚本广泛用于系统管理、devops 和计算机管理。
• 极其通用、灵活
• 强大的字符串处理能力，包括非常直接的字符串插值

jq

• 处理 JSON 的语法简单、简短，容易学习
• 允许自定义函数，以应对更复杂的操作。
• 支持尾递归优化，非常适合递归处理数据
• jq 工具以单个二进制文件分发，体积只有 30 KB 左右
• yq 工具封装了 jq，让你可以用同样的语法操作 XML、TOML 和 YAML 文件（它在底层会把这些数据类型转换成 JSON）
• C 和 Go 两种实现都支持嵌入到其他应用程序中

Perl

• 能在大多数平台上运行。非常适合编写跨平台脚本
• 灵活性是 Perl 设计理念的基石。它著名的口号是：“做同一件事的方法不止一种”（TMTOWTDI）。可以根据手头的任务选择不同的做法
• 社区强大，留下了许多有影响力的项目。很多脚本、工具和应用都是用 Perl 开发的。它曾被称为“把互联网粘在一起的胶带”
• 模块和库的生态丰富，可以通过 Comprehensive Perl Archive Network（CPAN）获取

Raku

• 庞大、复杂、强大，但它的设计也让你不必一次性学会全部。上手很容易，之后可以再慢慢接触更强大的特性
• 类型系统强大且可扩展，还包含渐进式类型。这意味着你可以指定想要的类型检查程度，从而在动态类型和静态类型之间取得平衡
• 支持多重分派，让你不用继承也能使用多态
• 在 Raku 里，Unicode 是一等公民。它原生支持处理不同的字符编码
• 提供高级的并发和并行特性。它内置支持异步编程、响应式编程和并行执行

它们各有什么突出特性？

8th

• 需要不同的思维方式。它独特的范式组合与其他语言很不一样，会挑战你想出不同的处理办法
• 基于栈和逆波兰表示法（RPN）的语法，让程序执行的思维模型非常简单。值被放到栈上，大多数 word 都是按它们对栈的影响来定义的

AWK

• 数据驱动范式非常强大。它需要一种不同的思维方式：程序被定义为一组“条件/动作”对，文本被拆分成记录（通常一行一条记录），每条记录又被拆分成字段（比如 CSV 的字段，或者一个字段一个词）。一旦习惯了这种思路，你就会体会到这种方法的优雅和表达力，并开始到处发现它的用武之地
• 处理文本的完美选择。无论是解析文本、转换文本还是生成报表，AWK 都能应付。像打印系统上每个用户的 shell、或者给 CSV 的某一列求和这样的任务，你会惊讶于所需代码之少

Bash

• 自动化的完美选择。shell 脚本非常适合自动化重复性任务。
• Bash 脚本使用管道，让你轻松地把其他程序粘合起来。写一个把某条命令的输出传给另一条命令的脚本轻而易举，也可以让脚本在执行到任何一条命令失败时就中止。
• 强大。能如此轻松地使用其他工具，让 bash 成为一件极其强大的工具

jq

• 非常适合轻松、干净地提取和操作 JSON 数据（如今这种数据多得是）。它已经成为转换 JSON 数据的事实标准工具。你甚至可以用 jq 创建 JSON 数据
• 支持流式数据，也就是说你可以处理“无限”的数据而不会遇到内存问题
• 对管道的强调，对熟悉流（比如 Unix 工具）的人来说很容易上手。这也让 jq 代码相当容易分析和理解

Perl

• 以简洁和表达力著称。用很少的代码就能做很多事
• 特别适合处理文本，很大程度上得益于它强大的正则表达式支持。尤其是 Perl 5 引入了很多新特性（比如反向引用、命名捕获组和惰性量词）。Philip Hazel 开发了 PCRE（Perl Compatible Regular Expressions），这是一个实现 Perl 5 兼容正则引擎的 C 库。即使是不基于 PCRE 的语言，也常常把自己的正则表达式支持设计成与 PCRE 兼容（因而使用 Perl 5 的语法）

Raku

• 支持自动线程化的 junction，让并行处理容易得多
• 支持惰性求值，让你能处理无限列表和序列而不遇到内存问题。这在处理大型数据集，或者涉及无限数据流的算法时特别有用
• 非常适合文本处理，提供了更简单、更易读、更强大的正则语法
• 内置支持用 grammar 定义自定义的领域特定语言（DSL）。这样你就能为特定的数据格式或语言创建解析器，更容易处理复杂的文本数据

该试哪一个？

1. 如果你主要使用 Unix 系统，或者做 devops 相关工作，那 Bash 是一门非常值得学的语言。学 AWK、Perl 或 Raku 也很有好处，而且前两者在很多系统上都是预装的
2. 如果你要处理 JSON（或 XML/YAML/TOML），jq 是显而易见的选择
3. 如果你想处理文本，AWK、Perl 和 Raku 是显而易见的选择。
4. 如果你想尝试点不一样的东西，8th 是个很好的选择