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2014
12-08

苹果新贵 Swift 之前世今生

  上周出差劳顿,这篇文章几次动笔都未完成,常常躺倒床上就昏睡过去。南方的天气闷热潮湿,让我感到极度的不适应,等到回到北方,天高云清,空气干爽,让人产生一种「解放区的天是明朗的天」的感觉,我甚至觉得自己的手机、Pad 和 Mac 都满血复活了……直到有人提醒说它们是因为充电和网速的原因。好吧,南方酒店的网络还真叫慢啊……

  以下是正文:

  Swift

  2010年的夏天,Chris Lattner 接到了一个不同寻常的任务:为 OS X 和 iOS 平台开发下一代新的编程语言。那时候乔布斯还在以带病之身掌控着庞大的苹果帝国,他是否参与了这个研发计划,我们不得而知,不过我想他至少应该知道此事,因为这个计划是高度机密的,只有极少数人知道,最初的执行者也只有一个人,那就是 Chris Lattner。

  从2010年的7月起,克里斯(Chris)就开始了无休止的思考、设计、编程和调试,他用了近一年的时间实现了大部分基础语言结构,之后另一些语言专家加入进来持续改进。到了2013年,该项目成为了苹果开发工具组的重中之重,克里斯带领着他的团队逐步完成了一门全新语言的语法设计、编译器、运行时、框架、IDE 和文档等相关工作,并在2014年的 WWDC 大会上首次登台亮相便震惊了世界,这门语言的名字叫做:「Swift」。

  根据克里斯个人博客(http://nondot.org/sabre/ )对 Swift 的描述,这门语言几乎是他凭借一己之力完成的。这位著名的70后程序员同时还是 LLVM 项目的主要发起人与作者之一、Clang 编译器的作者,可以说 Swift 语言和克里斯之前的软件作品有着千丝万缕的联系。

同样是70后程序员,差别怎么那么大呢?

  关于作者

  克里斯可以说是天才少年和好学生的代名词,他在2000年本科毕业之后,继续攻读计算机硕士和博士。但克里斯并不是宅男,学习之余他手捧「龙书」游历世界,成为德智体美劳全面发展的好学生。之后就是一篇又一篇的发表论文,硕士毕业论文即提出了一套完整的运行时编译思想,奠定了 LLVM 的发展基础,读博期间 LLVM 编译框架在他的领导下得到了长足的发展,已经可以基于 GCC 前端编译器的语义分析结果进行编译优化和代码生成,所以克里斯在2005年毕业的时候已经是业界知名的编译器专家了。

注:很多计算机专业的大学生经常问我在大学里学点什么好,看看克里斯就行了。以目前的科技信息开放程度,如果你在自己感兴趣的领域里用心耕耘,再加上那么一点点天分,毕业时成为某一个专有领域的专家应该不是问题。那时就不是你满世界去找工作了,而是工作满世界来找你!

  克里斯毕业的时候正是苹果为了编译器焦头烂额的时候,因为苹果之前的软件产品都依赖于整条 GCC 编译链,而开源界的这帮大爷并不买苹果的帐,他们不愿意专门为了苹果公司的要求优化和改进 GCC 代码,所以苹果一怒之下将编译器后端直接替换为 LLVM,并且把克里斯招入麾下。克里斯进入了苹果之后如鱼得水,不仅大幅度优化和改进 LLVM 以适应 Objective-C 的语法变革和性能要求,同时发起了 CLang 项目,旨在全面替换 GCC。这个目标目前已经实现了,从 OS X10.9和 XCode 5开始,LLVM+GCC 已经被替换成了 LLVM+Clang。

  Swift 是克里斯在 LLVM 和 Clang 之后第三个伟大的项目!

  关于语言

  2007年之前,Objective-C 一直是苹果自家院落的小众语言,但是 iOS 移动设备的爆发让这门语言的普及率获得了火箭一般的蹿升速度,截止到今天,Objective-C 在编程语言排行榜上排名第三,江湖人称三哥,大哥二哥分别是 C 和 Java 这样的老牌语言。同时,苹果在2012年和2013年分别对 Objective-C 进行了大规模的优化和升级改进,增加了各种现代语言的特性,让编写 App 更加容易,更多的程序员投入到了 App Store 的生态圈里……

  在这种情况下,苹果公司为什么会发布一门新语言呢?

  这个问题没有标准答案,不过我们可以试着去分析一下,谈谈苹果的心路历程……

  Objective-C 是80年代初 Brad Cox 和 Tom Love 发明的,1988年乔布斯的 Next 公司获得了这门编程语言语言的授权,并开发出了Objective-C 的语言库和NEXTSTEP的开发环境。后来 Next 被苹果收购,Objective-C 阴差阳错成了苹果的当家语言。掐指一算,三十年倏忽而过,OC 也成长为爷爷辈儿的编程语言了。

  为了伺候好这位「爷爷」,苹果煞费苦心,把 GCC 的编译链先替换成 LLVM +GCC,又替换成 LLVM+Clang,做语法简化、自动引用计数、增加 Blocks 和 GCD 多线程异步处理技术……终于,OC 在30年后重新焕发出勃勃生机,并占据了兵器谱排名第三的位置。但是,苹果却有点烦了,OC 改进了这么多年,怎么看都像是在修修补补,用 Blocks 去实现一个类似 Python 的 lambda 闭包功能,看起来总是那么别扭。好吧,既然已经全盘掌握了 LLVM 和 Clang,为什么我们不去基于现在的编译器设计一门全新的语言呢?一门属于苹果的语言!你看,邻居谷歌家里叫做 Go 的孩子不是玩耍正酣么?

  于是 Swift 诞生了……

  当然,事实的真相也可能是行动缓慢的乔老爷子把克里斯拉到一边说:

  「I want to be swift to……」

  「 行了,您别说了,不就是想要 swift 吗,我这就给您做一个去」

  于是 Swift 诞生了……

  语法

  Swift 是一门博采众长的现代语言,在设计的过程中,克里斯参考了Objective-C,Rust,Haskell,Ruby,Python,C#等优秀语言的特点,最终形成了目前 Swift 的语法特性。我在阅读了官方教程和做了些代码实验之后,自我感觉会喜欢上这门语言,在这里简单谈点感想,更深入的内容需要你们自己去深入学习。

  1、Swift 是面向 Cocoa 和 Cocoa Touch 的编程语言,编译型语言,生产环境的代码都需要 LLVM 编译成本地代码才能执行,但是Swift又具备很多动态语言的语法特性和交互方式。

  2、Swift 是一门类型安全的语言,可以帮助开发者清楚的掌控代码片段中的值类型。如果你期望输入的是字符串,类型安全的特性会阻止开发者错误地为其传递一个整数。这一切使得开发者能够更早的发现和修复错误。

  3、支持各种高级语言特性,包括闭包、泛型、面向对象、多返回值、类型接口、元组、集合等。

  4、Swift 能与 Objective-C 进行混合编程,但代码分属不同的文件。

  5、全面的Unicode支持,你甚至可以用一只

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