冒號和他的學(xué)生們
——程序員提高班紀(jì)事
19．平臺語言
見其可欲也，則必前后慮其可惡也者；見其可利也，則必前后慮其可害也者 ——《荀子·不茍》
逗號提出：“現(xiàn)在應(yīng)該到了Java時間吧。”
冒號順?biāo)浦郏?#8220;下面談?wù)摰闹匦膹膭偛诺?em>系統(tǒng)語言轉(zhuǎn)到平臺語言——Java和C#。”
問號聽得一頭霧水：“平臺語言？Java不是平臺無關(guān)的語言嗎？”
“平臺的意義很廣，可以是硬件平臺，可以是軟件平臺，也可以是二者的結(jié)合。”冒號解釋道，“你說的‘平臺’主要指硬件和操作系統(tǒng)平臺，而我說的‘平臺’指的是運(yùn)行環(huán)境平臺。當(dāng)然這兩種平臺是密不可分的，Java與C#之所以能獨(dú)立于前一種平臺，正因?yàn)樗鼈冏詭Я撕笠环N平臺。具體地說，Java運(yùn)行于以Java Virtual Machine (JVM) 為核心的Java平臺，而C#運(yùn)行于以Common
Language Runtime (CLR)為核心的.NET平臺。”
句號打了個比方：“這就好比在不同的山路上鋪設(shè)相同的瀝青，車子跑到哪兒都沒區(qū)別了。”
“很形象。”冒號贊道，“從傳承的角度看，二者皆為基于C++之上的改進(jìn)，剔除了其中易于出錯或不易掌握的語法特征。我們先來看看它們區(qū)別于C++的共同之處。首先，二者均編譯成與機(jī)器無關(guān)的托管碼（managed
code）或稱字節(jié)碼（bytecode），運(yùn)行于虛擬機(jī)（virtual machine）之上。其次，禁用或限用指針并支持自動垃圾回收，由此極大地解放了程序員的生產(chǎn)力。起初這種做法并不是沒有爭議的，但隨著機(jī)器性能的提高以及軟件規(guī)模的擴(kuò)大，對軟件的健壯性、安全性和生產(chǎn)率的要求超過了對運(yùn)行效率的要求，屏蔽指針和自動內(nèi)存管理逐漸得到認(rèn)同。盡管如此，指針與手動內(nèi)存管理對于系統(tǒng)軟件和實(shí)時性要求極高的軟件還是必不可少的。一個佐證是，Java
除了不適用于系統(tǒng)軟件外，還在JDK免責(zé)聲明（disclaimer）中表示它是不適用于空中交通或核設(shè)施等實(shí)時系統(tǒng)的。”
引號較起真來：“那C#沒有這種聲明是否意味著它不受此限呢？”
“或許吧。”冒號淡淡地說，“C#的胃口很大，上管天、下管地、中間還要管空氣。企業(yè)級應(yīng)用和桌面應(yīng)用自不必說，底層應(yīng)用也不放過。早在2003年，微軟研究院就開始了用C#開發(fā)的名為Singularity的操作系統(tǒng)研究項(xiàng)目，另外還有SharpOS、Cosmos等開源操作系統(tǒng)。雖然它們目前僅用于研究，但不難看出C#的勃勃野心。說起來這也不新鮮，1998年Sun就搞了個針對嵌入式系統(tǒng)的JavaOS，可惜沒能成功，為Java ME所取代。”
輪到嘆號糊涂了：“剛才還說Java和C#是平臺語言，怎么又同C和C++一樣當(dāng)系統(tǒng)語言來用了呢？”
冒號釋疑：“Java可通過JNI調(diào)用C、C++等程序；C#可通過P/Invoke訪問系統(tǒng)API，加之保留了指針操作，用于系統(tǒng)編程更加方便。其實(shí)一種語言勝任多種領(lǐng)域并不難，難的是在每個領(lǐng)域都獨(dú)占鰲頭。可問題是，有誰不樂見自己支持的語言被廣泛應(yīng)用呢？無論是微軟還是Sun，他們都會竭盡所能地將自己的語言擴(kuò)張到每個角落。程序員作為語言的用戶，雖然很多時候并沒有選擇語言的權(quán)力，但心中要有桿秤，可不要輕易被商家的廣告迷惑啊。”
逗號不無自嘲地說：“秤倒是有一桿，就是不太準(zhǔn)啊！”
有人“噗哧”笑出聲來。
“多學(xué)習(xí)、多實(shí)踐、多體悟，秤的精度自然會提高。”冒號鼓勵道，“如果自己沒有足夠的鑒別商品能力，建議從商家的競爭對手那里獲取真實(shí)的信息。要看Java的優(yōu)點(diǎn)，不要聽Sun的一面之詞，可以看看微軟的C#模仿了Java的哪些特征，因?yàn)槟７率亲罡叩馁潛P(yáng)；要看Java的缺點(diǎn)，可以看看C#擯棄了Java的哪些特征，可以聽聽微軟對Java的批判——雖然可能過激，但一般也不會太離譜。此法同樣適用于包括C#在內(nèi)的其他語言。”
句號有所感慨：“這既是程序員之幸——語言之間可以互相取長補(bǔ)短，共同進(jìn)步；也是程序員之不幸——往往不得不在眾多語言中作艱難選擇，或者多花精力學(xué)更多的語言。”
冒號一邊點(diǎn)頭一邊接著說：“下面繼續(xù)看看Java與C#的共性。借著剛才的話題，我們來看看C#與Java是如何互相學(xué)習(xí)的。”
引號舉手插問：“C#到底更接近C++還是Java？”
“這是個有趣的問題。不妨這么說：C#看起來像C++，用起來像Java。C#借鑒了包括Java、C++、Delphi等在內(nèi)的語言特征，其中Java的影響最大，但由于微軟與Sun在Visual J++上的過節(jié)，寧愿強(qiáng)調(diào)與C++的關(guān)系而淡化與Java的關(guān)系。C#的設(shè)計(jì)者Hejlsberg以前是Delphi和Visual J++的架構(gòu)師，在一次訪談中首先聲明C#不是Java的克隆，但從此話本身和他本人的背景都暗示了與Java千絲萬縷的聯(lián)系。例如，C#采用了大量與Java相同或相似功用卻不同拼寫的關(guān)鍵詞。”冒號投影出一張表格——
Java
|
super
|
import
|
package
|
synchronized
|
instanceof
|
deprecated
|
final
|
native
|
boolean
|
C#
|
base
|
using
|
namespace
|
lock
|
is
|
obsolete
|
sealed
|
extern
|
bool
|
“這只是Java與C#關(guān)鍵詞的不完全對照表。中立地看，C#的關(guān)鍵詞更簡明，但避嫌的意義似乎大過改進(jìn)的意義。那么C#究竟從Java那里學(xué)到了什么，相比于C++又有什么優(yōu)勢呢？”冒號切換了幻燈片——
更加安全——限用或禁用指針；檢查字符串和數(shù)組的邊界；增加類型安全；禁用未初始化的變量；增加了對資源的安全管理；
更加簡單——自動垃圾回收；廢除了頭文件和宏（macro）；支持接口（interface）；廢除多繼承以及非公開繼承；摒棄了C++中一些生僻、難用的語法；
更加OO——不支持全局變量和自由函數(shù)；所有的類都可上溯到Object類；對象一般通過new分配在堆（heap）上；
更加豐富——支持自省（Reflection）；支持線程；提供圖形界面、網(wǎng)絡(luò)編程等API；
更加標(biāo)準(zhǔn)——對Unicode的內(nèi)建支持；支持注釋性文檔；類或方法可以被廢棄（deprecated）；
更加中性——編譯成機(jī)器無關(guān)代碼；運(yùn)行于統(tǒng)一平臺；
問號順勢而問：“Java向C#又借鑒了什么呢？”
冒號答道：“在Java1.5的增強(qiáng)特征中，有不少C#的影子。如增強(qiáng)版的for循環(huán)；可變長參數(shù)（varargs）；自動裝箱（autoboxing）；類型安全的枚舉（typesafe enum）等等。此外，支持元數(shù)據(jù)的的注釋（annotation）與C#的特性（attribute）大同小異，C#從Delphi中引入的屬性（property）也出現(xiàn)在Java
7的提案中。”
嘆號雙手一攤：“這么多相同之處，不如合并算了。”
“很傻很天真的想法。等它們合并了，估計(jì)世界也大同了。”冒號笑言，“它們之間的差別也不容忽視。C#重新?lián)炱鹆?/span>C++中被Java拋棄的一些特征，可謂是對C++的否定之否定——除了支持引用類型（reference
type）外，還支持值類型（value type）；除了按值傳遞（pass-by-value）外，還可按引用傳遞（pass-by-reference）；支持操作符重載（operator overloading）；在一定條件下保留指針和指針運(yùn)算；所有的方法默認(rèn)是非虛的（non-virtual）；訪問權(quán)限默認(rèn)是私有的（private）；將關(guān)鍵詞‘extends’和‘implements’統(tǒng)一為‘：’；支持預(yù)處理指令（preprocessor
directive）等等。公允地說，這些大都為明智之舉。”
引號追問：“C#還有什么獨(dú)到之處嗎？”
“曾在Visual J++中加入的委托（delegate）和相關(guān)的事件（event），如今可以堂而皇之地用在C#上，再不用擔(dān)心被Sun告了。”冒號略帶調(diào)侃，“C#還是第一個支持組件導(dǎo)向（Component-Oriented）的C族語言。除此之外，C#支持索引器（indexer）、版本控制（versioning）、XML注釋、特色指令如#region、特色關(guān)鍵詞如checked、yield等等。”
嘆號眉頭微蹙：“聽起來C#
比Java復(fù)雜多了。”
“當(dāng)初Java對C++的改革的一個重要原則是：讓語言變得簡單而有親和力，降低程序員門檻，提高軟件生產(chǎn)效率。但如今Java已經(jīng)不那么簡單了，C#則更復(fù)雜，在某些方面較之C++也不遑多讓。”冒號語調(diào)轉(zhuǎn)強(qiáng)，“以前人們試圖在語言的威力（power）和生產(chǎn)率（productivity）中尋求最佳平衡點(diǎn)，現(xiàn)在似乎更想魚與熊掌兼得。”
問號提問：“Java與C# 最大的區(qū)別是什么？”
“雖然同為平臺語言，二者的設(shè)計(jì)理念還是有所不同的。Java的目的是讓一種語言在多種平臺上運(yùn)行，而C# 的目的是讓多種語言在一種平臺上運(yùn)行。”冒號鐘愛這種具有對稱美的對比，“雖然理論上以C#為核心的.NET平臺可以用在任何操作系統(tǒng)上，但千萬不要指望微軟會心甘情愿地提供Windows之外的實(shí)現(xiàn)，原因不言自明。而Sun的Solaris無法與Windows抗衡，最大的王牌就是Java語言，當(dāng)然會致力于跨平臺和面向Internet的應(yīng)用，對桌面應(yīng)用的投入相對較少。因此兩個平臺語言，一個重在語言，讓語言向平臺擴(kuò)散；一個重在平臺，讓平臺來凝聚語言。在此并不想對兩公司的商業(yè)策略評頭論足，而是認(rèn)為了解這種背景會對理解語言特征及其發(fā)展趨勢有所裨益。編程語言絕非象牙塔中之物，實(shí)乃技術(shù)和商業(yè)合力推動的結(jié)果。”
逗號拖著怪腔：“原來如彼！”
眾人大笑。
句號深思后問道：“可不可以這么理解：如果開發(fā)僅限于Windows平臺的應(yīng)用，C#是更好的選擇，它一方面與Windows系統(tǒng)存在天然的紐帶，另一方面可有效地利用.NET的包括ASP.NET、VB.NET、ADO.NET、WinForms等在內(nèi)的各種軟件資源；如果開發(fā)不限于Windows的企業(yè)應(yīng)用，則選擇Java更合適？”
“有一定道理，平臺的確是語言選擇的一個考慮因素。不過說起可利用的軟件資源，Java毫不遜色。除了形形色色的框架外，與動態(tài)語言如Groovy、Scala、Ruby、Python等也能嚴(yán)絲合縫。”冒號匆匆結(jié)語，“關(guān)于Java與C#的比較暫時談到這里，由于時間關(guān)系，我們不可能面面俱到，難免掛一漏萬。許多概念術(shù)語只是點(diǎn)到為止，具體細(xì)節(jié)留待以后展開，暫且按下不表。每種語言都為解決問題提供了一定的途經(jīng)：C++提供了一馬平川的大路，也提供了陷阱密布的小道；Java則在大路上鋪設(shè)水泥，同時封鎖了捷徑小道；C#同樣填平了大路上的坑坑洼洼，但把一些小道上‘此路不通’的牌子偷偷改成了‘此路危險(xiǎn)’。”