推荐 clojure 語言 --- simple, concise, consistent

最初是看了 Paul Graham 推荐 Lisp ，然後工作上因為 Riemann monitoring tool 是用 clojure (Lisp 的一種 dialect) 寫的，一時興起就決定來研究這個傳說中「駭客的秘密武器」的語言家族。學習的過程就是重複、交替做三件事：

1. 讀 clojure 的線上書籍、文件，寫語言的特性、語言的觀念 ---重點關注在 clojure 的文章。
2. 寫一些不痛不癢的小習題。 4clojure.com 有 150 多題的練習題。
3. 讀一些和 clojure 相關、又不直接談 clojure 的文章。比方說「教 Lisp 的文章」「Lisp 的歷史」「Rich Hickey 的一些 slide 」

後來研究了所謂的 language oriented programming, bottom-up approach 等等應用 macro 來做 meta-programming 的高級應用技巧。 當我和朋友聊這個的時候，朋友給了一個回應：「嗯，也許 Lisp 語言真的是最適合做 meta-programming 的語言，但是你上一回寫 meta-programming 是什麼時候？」

於是，我心裡的大哉問就變成了：「對於自身不太使用 meta-programming 技巧的程式設計師，clojure 語言是否依然可以帶來生產力的提昇？」會問這個問題是因為之前有看過一篇文章講為什麼「函數式編程」可以提高程式設計師的生產力，文章中所論述最重要的理由，因為「高階函數」與「惰性求值」這兩項特性可以提高程式碼模塊化的程度。函數式編程的特性，現在許多的語言都加入了，那 clojure 如果不討論 meta-programming 的話，它的表達能力 (expressiveness) 還會比一些更主流的語言 python, Ruby 等也有函數編程特性的語言來得更強嗎？

那我們來看一段程式碼吧： flatten 函數，可以用來「壓平」樹狀資料結構。
例如：

> (flatten [1 2 [3 [4 5] 6]])

(1 2 3 4 5 6)

接下來，有趣的事就是，如果我們去看 flatten 的 source code 。

	;; clojure.core/flatten from
	;; http://clojuredocs.org/clojure_core/clojure.core/flatten
	;; Copyright Rich Hickey
	(defn flatten
	"Takes any nested combination of sequential things (lists, vectors,
	etc.) and returns their contents as a single, flat sequence.
	(flatten nil) returns nil."
	{:added "1.2"
	:static true}
	[x]
	(filter (complement sequential?)
	(rest (tree-seq sequential? seq x))))

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啥！ flatten 居然是用 tree-seq 來定義的！為了這件事，我還多看了一下，clojure 哪些內建的函數也是用 tree-seq 來定義？ 結果 file-seq 和 xml-seq 也都是用 tree-seq 來定義。而 tree-seq 是一個高階函數，接受三個參數：一個是用來接收「定義分支的函數」、一個是用來接收「展開分支子樹的函數」，一個是用來接收「樹資料結構」。

「樹」這樣子的資料結構、對應的「走訪方式」，例如： tree-seq。在其它的語言，往往沒有「極簡」的實現。像 python 的話，自然也會有「樹」相關的走訪函式庫、「樹」的資料結構實現。卻比較多是物件導向式的、或是每一家發展不同風格的作法。這一類的問題：標準函式庫較為一致、外部函式庫較不一致的問題，我認為是語言表達能力受限制的主因之一。

要深入討論語言表現能力的話，我認為這關系到程式語言設計的一致性 (consistency)。以 python 為例， python 在函數式編程領域，後期發展的語法傾向是用 list comprehension 來取代 filter, map, reduce 之類的函數。這個很自然，因為用 list comprehension 的表現能力更強，寫 python 的使用者可以在記憶最少的語法的前提之下，得到最大的表達能力。

於是這就回到了一個很有趣的議題，程式語言的設計，其實必須考慮人類認知能力的限制。以 C++ 語言為例，C 的語法、語件導向的語法、template 的語法，三種語法都大不相同。tempalte 尤其複雜。複雜的語法導致了使用者學習時難學、使用者上手之後也難用，因為語法冗長。而 Lisp 的括號語法，最初來自於偷懶，因為 Lisp 的作者還沒有為它設計合適的語法，所以就先用語法樹 (syntax tree) 來湊合著用，卻因此讓 Lisp 語言成為了有最簡單 (simple) 語法的語言，同時也是語法最一致 (consistent)的語言，進而可以讓使用者寫出簡潔 (concise) 的程式。