不同编程语言是如何完成同一件事

编程语言| 2022-06-09

图4: 编程语言不同编程语言是如何完成同一件事 | Linux 中国

导读：通过一个简单的小游戏比较 13 种编程语言。

本文字数：6070，阅读时长大约：7分钟

当我开始学习一种新的编程语言时，会把重点放在定义变量、书写声明以及计算表达式，一旦对这些概念有一个大致的了解，通常就能够自己弄清剩下的部分。大多数编程语言都具有相似性，所以如果你掌握了一种编程语言，学习下一种语言的重点就是弄清楚独有的概念以及区分不同。

我喜欢写一些测试程序来帮助练习新的编程语言。其中我经常写的是一个叫做“猜数字”的小游戏，计算机选出 1 到 100 里的任一数字，然后我来猜。程序循环进行，直到猜出正确数字。通过伪代码可以看出，这是个非常简单的程序：

◈ 计算机在 1 到 100 之间选出一个随机数字

◈ 循环进行直到猜出该随机数字

◈ 计算机读取我的猜测

◈ 告诉我我的猜测过高还是过低

我们发表了一些文章，用不同的语言写这个程序。这是一个比较不同语言做同样事情的有趣机会。大多数编程语言具有相似性，所以当你在学习下一种新的编程语言时，主要是学习它的独特之处。

C 语言由 Dennis Ritchie 于 1972 年在贝尔实验室创建，是一种早期的通用编程语言。C 语言非常受欢迎，并迅速成为 Unix 系统上的标准编程语言。正是因为它的流行，许多其他编程语言也采用了类似的编程语法。这就是为什么如果你已经知道如何使用 C 语言编程，学习 C++、Rust、Java、Groovy、JavaScript、awk 或 Lua 会更容易。

接下来我们看看这些不同的编程语言是如何实现 “猜数字” 游戏的主要步骤。我将把重点放在基本元素的相似或不同，跳过一些外围代码，如分配临时变量。

图5: 编程语言不同编程语言是如何完成同一件事 | Linux 中国

计算机在 1 到 100 之间选出一个随机数字

你可以看到这里有许多相似之处。大多数编程语言使用类似 rand() 的函数，你可以设定一个范围来生成随机数。而其他一些语言使用一个特殊的函数来设定范围生成随机数。

C：

// Using the Linux `getrandom` system call
getrandom(&randval, sizeof(int), GRND_NONBLOCK);
number = randval % maxval + 1;
// Using the standard C library
number = rand() % 100 + 1;

C++：

int number = rand() % 100+1;

Rust：

let random = rng.gen_range(1..101);

Java：

private static final int NUMBER = r.nextInt(100) + 1;

Groovy：

int randomNumber = (new Random()).nextInt(100) + 1

JavaScript：

const randomNumber = Math.floor(Math.random() * 100) + 1

awk：

randomNumber = int(rand() * 100) + 1

Lua：

number = math.random(1,100)

图0: 编程语言不同编程语言是如何完成同一件事 | Linux 中国

循环进行直到我猜出该随机数字

循环通常是用控制流程来实现的，如 while 或 do-while。JavaScript 中的实现没有使用循环，而是 “实时 ”更新 HTML 页面，直到用户猜出正确的数字。Awk 虽然支持循环，但是通过循环读取输入信息是没有意义的，因为 Awk 是基于数据管道的，所以它从文件而不是直接从用户读取输入信息。

C：

do {
…
} while (guess != number);

C++：

do {
…
} while ( number != guess );

Rust：

for line in std::io::stdin().lock().lines() {
…
break;
}

Java：

while ( guess != NUMBER ) {
…
}

Groovy：

while ( … ) {
…
break;
}

Lua：

while ( player.guess ~= number ) do
…
end

图1: 编程语言不同编程语言是如何完成同一件事 | Linux 中国

计算机读取我的猜测

不同编程语言对输入的处理方式不同。例如，JavaScript 直接从 HTML 表单中读取数值，而 Awk 则从数据管道中读取数据。

C：

scanf("%d", &guess);

C++：

cin >> guess;

Rust：

let parsed = line.ok().as_deref().map(str::parse::<i64>);
if let Some(Ok(guess)) = parsed {
…
}

Java：

guess = player.nextInt();

Groovy：

response = reader.readLine()
int guess = response as Integer

JavaScript：

let myGuess = guess.value

Awk：

guess = int($0)

Lua：

player.answer = io.read()
player.guess = tonumber(player.answer)

图3: 编程语言不同编程语言是如何完成同一件事 | Linux 中国

告诉我猜测过高还是过低

在这些类 C 语言中，通常是通过 if 语句进行比较的。每种编程语言打印输出的方式有一些变化，但打印语句在每个样本中都是可识别的。

C：

if (guess < number) {
puts("Too low");
}
else if (guess > number) {
puts("Too high");
}
…
puts("That's right!");

C++：

if ( guess > number) { cout << "Too high.\n" << endl; }
else if ( guess < number ) { cout << "Too low.\n" << endl; }
else {
cout << "That's right!\n" << endl;
exit(0);
}

Rust：

_ if guess < random => println!("Too low"),
_ if guess > random => println!("Too high"),
_ => {
println!("That's right");
break;
}

Java：

if ( guess > NUMBER ) {
System.out.println("Too high");
} else if ( guess < NUMBER ) {
System.out.println("Too low");
} else {
System.out.println("That's right!");
System.exit(0);
}

Groovy：

if (guess < randomNumber)
print 'too low, try again: '
else if (guess > randomNumber)
print 'too high, try again: '
else {
println "that's right"
break
}

JavaScript：

if (myGuess === randomNumber) {
feedback.textContent = "You got it right!"
} else if (myGuess > randomNumber) {
feedback.textContent = "Your guess was " + myGuess + ". That's too high. Try Again!"
} else if (myGuess < randomNumber) {
feedback.textContent = "Your guess was " + myGuess + ". That's too low. Try Again!"
}

Awk：

if (guess < randomNumber) {
printf "too low, try again:"
} else if (guess > randomNumber) {
printf "too high, try again:"
} else {
printf "that's right\n"
exit
}

Lua：

if ( player.guess > number ) then
print("Too high")
elseif ( player.guess < number) then
print("Too low")
else
print("That's right!")
os.exit()
end

图2: 编程语言不同编程语言是如何完成同一件事 | Linux 中国

非类 C 编程语言会怎么样呢？

非类 C 编程语言会有很大的不同，需要学习特定的语法来完成每一步。Racket 源于 Lisp 和 Scheme，所以它使用 Lisp 的前缀符和大量括号。Python 使用空格而不是括号来表示循环之类的块。Elixir 是一种函数式编程语言，有自己的语法。Bash 是基于 Unix 系统中的 Bourne shell，它本身借鉴了 Algol68，并支持额外的速记符，如 && 作为 and 的变体。Fortran 是在使用打孔卡片输入代码的时期创建的，所以它依赖于一些重要列的 80 列布局。

我将通过比较 if 语句，举例表现这些编程语言的不同。if 判断一个值是否小于或大于另一个值，并向用户打印适当信息。

Racket：