Scripting Languages 簡介

何謂 Scripting?

命令稿語言 scripting language 是什麼? 很難給一個嚴格的定義; 不妨看看最具代表性的幾個例子: perl, python, php, tcl, guile, ruby。另外, UNIX 上的各種 shells, MS Windows 上的 visual basic, OS/2 上的 rexx 也都可以算是 scripting languages。用這些語言所寫的程式, 執行的方式都是以解譯 (interpreting) 為主, 執行效率也許不如 C, C++, Java, Pascal, 等以編譯 (compiling) 為主的程式, 但是在研發速度上往往比後者快上數倍。

這些語言最初的用途, 多半在整合系統既有的元件。如果拿蓋房子做比喻, 傳統編譯語言像是建造公寓時所使用的重機械, 操作起來耗時耗力成本高, 但成品 (一整排制式的公寓) 的使用者多且單價也高; scripting language 像是佈置裝潢時所使用的工具, 操作起來成本低, 但成品 (一間公寓) 的使用者少且單價也低。再拿大眾運輸做比喻, 傳統編譯語言像捷運 -- 成本高, 客戶多, 利潤高; scripting 像計程車 -- 成本低, 客戶少, 利潤低。

其實現在的 scripting languages 不只可以作高階的整合, 也可以寫低階的程式, 甚且有它自己的編譯器。再加上 swig 可以替 c 語言寫的函式庫包上與各種 scripting 語言連結的外衣, 所以在許多場合 scripting 語言幾乎已可完全取代傳統的編譯語言。

為何要學 Scripting?

首先, 硬體價格日益降低, 電腦速度日益提高, 人工價格日益昂貴。種種因素都造成程式研發的速度越來越重要; 程式執行的速度越來越不重要。

更重要的是軟體自由化的趨勢即將對資訊業產生很大的衝擊。過去 C/C++/Java 就業市場需要大量的人力, 是因為寫好一套軟體之後, 不需要修改, 就可以賣給很多人, 所以 (1) 軟體執行的速度必須要快 (2) 軟體公司願意高薪僱用程式設計師 (像不像成本高/利潤高的捷運/制式公寓?) 但是現在 OO.o 開始對 MS Office 造成挑戰; 不論市場佔有率是否真的改變, MS Office 的降價勢在必行。同樣地, 不論 Linux 是否真能取代 MS Windows, 後者的價格絕對會因前者的挑戰而降低。試想: 如果全球最大, 壟斷最成功的微軟都被自由軟體逼著降價, 那麼賣資料庫的 Oracle, 賣開發工具的 Borland, 以及其他 靠著賣軟體賺錢 的較小公司, 又如何能不降價? 如果賣軟體不再賺錢, 那麼 C/C++/Java 的就業市場大小又怎能不向下調整? 如果寫「大眾使用的程式」不再好賺, 那麼程式設計師的市場自然要向「小眾化」「特殊化」調整。什麼樣的語言適合拿來寫 "使用人次少" 的軟體? 開發速度快, 執行速度慢的 scripting languages 不正是首選嗎? 我個人認為, 受到自由軟體運動的衝擊, 未來程式設計業的主要工作, 將從生產業/工業 ("大量生產千篇一律的公寓") 逐漸轉為服務業 ("針對客戶個人需求與使用習慣, 量身訂作, 裝潢出一個有特色的環境")。當然 C/C++/Java 的就業市場不會消失, 例如嵌入式系統之類與硬體結合的工作, 一樣會需要人力。不過就大趨勢而言, 相信 scripting 的成長空間遠遠超過這些傳統編譯式語言。

更多類似的看法, 請見 Scripting: Higher Level Programming for the 21st Century, Unix as an element of literacy, 及 Death to the Wizards! 等三篇

如何選擇適當的 scripting language?

是否支援各種不同的作業平臺? (cross-platform)
外掛模組是否容易使用與建構? (extensibility)
語言設計是否良好? (嚴謹 vs 寬鬆; 豐富 vs 易學)
上中下層市場 (人力需求/使用人口/既有模組) 是否活潑?

長遠看來, 只要是解譯器原始碼公開的語言 (例如上述各種語言) 都會有持續的發展空間與市場。再配合搜尋/代換字串用的 regular expression, 支援各種不同語言的 GUI 程式庫 tk, 以及「將既有 C/C++ 程式庫轉換成上述各語言的外掛模組」的工具 swig, 程式設計師可以擺脫朝學夕廢的夢魘, 讓舊的知識不僅保留下來, 而且可以和新的知識發揮相乘的效果。

附錄 A: 各種 open source scripting languages 的比較文章

What's wrong with Perl
Perl 與各種語言比較: 其實包含了 tcl, python, java, ..。等等許多語言的比較。不過請注意這個網頁的位址, 如果搜集的文章有點偏頗也在所難免 ..。
A Perl Hacker in the Land of Python
Open Source High-level Languages in Your Neighborhood (談的不完全是 scripting 語言)

附錄 B: 我對各種 scripting 語言的主觀心得

我最熟悉 perl; 學過 tcl; 曾考慮過要學 python 或 ruby。

Perl 的中心思想是: There is more than one way to do it。同一件事有很多不同表達方式, 所以程式很好寫 (可以寫得很簡潔) 但不好讀。語言裡面幾乎用盡各種標點符號, 而且有許多省略片段的特殊規則。最方便的是命令列上的 -ne 或 -pe 讓你可以不必寫程式存檔就完成許多事, 特別是處理文字檔。最大的缺點是 oop 的觀念/語法不太自然, 較難拿來寫很大的程式。 Perl 的歷史久, 既有市場大, 未來五到十年內應該是一個很好的學習選擇。

Tcl 的中心思想是: 一切都是字串。結構簡單, 上手容易; 可是寫稍大一點的程式就會發覺它的表達力較弱。

Python 之於 perl, 有點像是 pascal 之於 C。強調易讀易學易維護。一方面提供很好的 oop 語法, 不怕拿來寫大型, 非常需要結構化的程式; 另一方面對初學者很友善, 光是用 procedural 傳統寫法就已經可以做很多有用的事, 不輸 perl 太多。但如果要從 minimalist 及 orthogonality 的角度來看, 它還是差強人意。例如 tuple 與 list 的功能重疊, 函數關鍵字參數及變動個數參數的語法, 還有列印用的 %, 轉字串用的 `, 設定 dictionary literal 用的 { } 這些標點符號其實都可以用更 "正交" 的既有符號來表達。

Ruby 的中心思想是: the principle of least surprise。技術上似乎涵蓋了 perl 多數的優點, 並且是完整的 oop 語言。非技術面的最重要因素是太年輕, 所以社群較小。