软件工程：伟大的程序员不写代码？快看看未来“好的”编程语言应该长什么样

每篇一格言：
to err is human； to forgive， divine（博主译：人非圣贤，孰能无过；闻过则喜，点凡成圣）
——Alexander Pope

前言

2020年3月TIOBE编程语言排行榜：Java继续蝉联榜首，C、Python、C++、C#、Visual Basic .NET、JavaScript、PHP、SQL、Go分列前十。这不禁令人深思，像C和C++这种诞生于40年前的语言，为何仍然这么有生命力？

下面随我一起，思考“好的”编程语言应该是什么样子的。
在定义什么是”好“之前，首先需要考虑的是，为什么会有编程语言，或者说，编程语言是干什么用的？

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1.编程语言，人与机器的沟通工具

计算机的天然语言是二进制组成的指令；
人类用的语言称为自然语言。，计算机无法理解；
于是问题来了：怎样让计算机理解人类的指令并执行任务呢？
直接的思路是把人类用的自然语言翻译成机器语言，但这是十分困难的，主要原因是自然语言不是一种形式语言，翻译自然语言有三个难点：
歧义性：
自然语言充满了歧义，需要通过上下文才能理解确切含义
冗余性：
自然语言存在大量冗余，这些冗余主要是为了消除歧义而存在，但带来的问题就是不够简洁。
言外之意：
自然语言中有很多字面以外的意思，如果不结合具体情境极易造成误解。

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因此，我们需要一种形式语言，也就是编程语言，它是简洁、准确、有效的，人能看懂，同时也容易翻译成机器语言，来解决与机器的沟通问题。

2.编程语言，发挥人与机器的优势

既然编程语言是人与机器的沟通工具，那么它应该是侧重于适应人还是侧重于适应机器呢？换句话说，是让人用起来更方便，还是让机器更方便？在回答该问题之前，我们需要先讨论人与机器的比较优势。

机器相对于人的优势：

运算速度极高，远胜于人；
严谨度极高：
对于人类来说，打错一个字，算错一个数是很常见的；对于机器来说，这是不被允许的。
处理问题的复杂度规模远胜于人：
一次处理一千万行代码，对于人是个巨大的挑战；对于机器来说只是个普通工程。

人相对于机器的优势：

我认为人类的最大优势是思维方式的不同，主要有下面几点：
辩证思维：
机器最擅长的是逻辑思维，true or false，这是机器的底层硬件中的设计如此；
人类还具备辩证思维，也就是“亦真亦假”，“对立统一”，目前机器不具备这种理解能力。
模糊思维：
“直觉告诉我，这是对的”，“大概是往这个方向走”，人类擅长做出模糊判断，但是对于机器来说，这是不可思议的。
创新思维：
创新思维是指以新颖独创的方法解决问题的思维过程，通过这种思维能突破常规思维的界限，以超常规甚至反常规的方法、视角去思考问题。目前在这一点上，机器只能拙劣的模仿，无法超越。

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通过对比，我们可以得出这样的推论：

推论1：编程语言的设计原则是充分发挥人和机器的比较优势。

一个具体的例子是内存管理。由于内存管理很复杂，它应该由编程语言负责，因为机器最擅长处理复杂的结构和逻辑关系。有谁会认为开发者花费大量精力处理内存泄漏是值得的呢？开发者没有必要越俎代庖去管理内存，反过来说，如果管理内存是必须的，那开发者是不是也要直接操作ALU呢？当然不是。应该想想我们编程的目的是什么。
而之所以目前开发者需要掌握内存管理知识，是因为编程语言没有做好。但相比较而言，java比C++做的更好。

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3.编程语言，以人为本还是以机器为本?

软件开发行业存在一条鄙视链，通常是用汇编语言的看不起用C语言的，用C和C++的看不起用java的。这是为什么呢？博主推测可能是因为低级语言要求更多的硬件知识，而这些知识在高级语言中已经不那么重要了。所以鄙视链的核心是知识结构。
但是，从另一个角度看，只有高级语言才更符合编程语言的设计原则。
为什么呢？

3.1谁是主角？

在编程这件事上，人是主体，机器是客体，起决定作用的是人。人是否有足够的时间和条件发挥创造力、有效的工作直接决定着编程的成败。

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据此我们可以得出另一个推论：

推论2：编程语言的另一设计原则是充分便利开发者。

如果一个指令让开发者用一条语句就能实现的话，又有何必让他操作指针，寄存器，甚至机器码呢？对于人来说，指针，寄存器这些是很不友好的。让容易疏忽犯错的人类去操作指针，然后再花费大量的精力去debug野指针和内存踩坏的问题，这样的思路正确吗？

4. 编程语言，畅想未来

在我看来，当前的软件开发行业仍然处于手工业时代。代码基本靠人敲，bug基本靠人改，原始而低效。
不久的将来可能会朝着机械化生产演变，到那时，
优秀的软件开发者会变成“思想的巨人，行动的矮子”。
这句话该如何理解呢，那就是开发者注重研究设计思想并提供给机器，而代码组织、编译、debug这些工作交给编程机器来处理了。

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我们以这段假想的对话作结尾：

面试官：知道指针怎么用吗？
开发者：不知道。
面试官：知道hashmap的原理吗？
开发者：不清楚。
面试官（不耐烦）：说说你清楚啥？
开发者：我知道该做出什么样的软件产品，并且知道如何让机器理解并制作出这样的软件出来。我的目标是软件设计，就像服装设计，不需要关注怎样纺布织毛衣，而是把精力花在设计出受欢迎的时装上。至于纺布和织毛衣，交给机器就好。

面试官：（沉思）。。。你是未来型人才。你的思想已经超前了10年。我们决定给你offer，10年以后你来上班吧。

发表时间：2020-3-12

本文为博主原创。看完请点赞，我们2030年再见。

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