本文主要是介紹go，從語言對比分析的角度切入。之所以選擇與python、erlang對比，是因為做為高級語言，它們語言特性上有較大的相似性，不過最主要的原因是這幾個我比較熟悉。
go的很多語言特性借鑒與它的三個祖先：c，pascal和csp。go的語法、數據類型、控制流等繼承于c，go的包、面對對象等思想來源于pascal分支，而go最大的語言特色，基于管道通信的協程并發模型，則借鑒于csp分支。
go/python/erlang語言特性對比
如《編程語言與范式》一文所說，不管語言如何層出不窮，所有語言的設計離不開2個基本面：控制流和數據類型。為了提升語言描述能力，語言一般都提供控制抽象和數據抽象。本小節的語言特性對比也從這4個維度入手，詳見下圖（點擊見大圖）。
圖中我們可以看出，相比于python的40個特性，go只有31個，可以說go在語言設計上是相當克制的。比如，它沒有隱式的數值轉換，沒有構造函數和析構函數，沒有運算符重載，沒有默認參數，也沒有繼承，沒有泛型，沒有異常，沒有宏，沒有函數修飾，更沒有線程局部存儲。
但是go的特點也很鮮明，比如，它擁有協程、自動垃圾回收、包管理系統、一等公民的函數、棧空間管理等。
go作為靜態類型語言，保證了go在運行效率、內存用量、類型安全都要強于python和erlang。
go的數據類型也更加豐富，除了支持表、字典等復雜的數據結構，還支持指針和接口類型，這是python和erlang所沒有的。特別是接口類型特別強大，它提供了管理類型系統的手段。而指針類型提供了管理內存的手段，這讓go進入底層軟件開發提供了強有力的支持。
go在面對對象的特性支持上做了很多反思和取舍，它沒有類、虛函數、繼承、泛型等特性。go語言中面向對象編程的核心是組合和方法(function)。組合很類似于c語言的struct結構體的組合方式，方法類似于java的接口(interface)，但是使用方法上與對象更加解耦，減少了對對象內部的侵入。erlang則不支持面對對象編程范式，相比而言，python對面對對象范式的支持最為全面。
在函數式編程的特性支持上，erlang作為函數式語言，支持最為全面。但是基本的函數式語言特性，如lambda、高階函數、curry等，三種語言都支持。
控制流的特性支持上，三種語言都差不多。erlang支持尾遞歸優化，這給它在函數式編程上帶來便利。而go在通過動態擴展協程棧的方式來支持深度遞歸調用。python則在深度遞歸調用上經常被爆棧。
go和erlang的并發模型都來源于csp，但是erlang是基于actor和消息傳遞（mailbox）的并發實現，go是基于goroutine和管道（channel）的并發實現。不管erlang的actor還是go的goroutine，都滿足協程的特點：由編程語言實現和調度，切換在用戶態完成，創建銷毀開銷很小。至于python，其多線程的切換和調度是基于操作系統實現，而且因為gil的大坑級存在，無法真正做到并行。
而且從筆者的并發編程體驗上看，erlang的函數式編程語法風格和其otp behavior框架提供的晦澀的回調（callback）使用方法，對大部分的程序員，如c/c++和java出身的程序員來說，有一定的入門門檻和挑戰。而被稱為“互聯網時代的c”的go，其類c的語法和控制流，以及面對對象的編程范式，編程體驗則好很多。
go/python/erlang語言語法對比
所有的語言特性都需要有形式化的表示方式，go、python、erlang三種語言語法的詳細對比如下（點擊見完整大圖第一部分，第二部分，第三部分）。這里（鏈接）有一個詳細的go 與 c 的語法對比，這也是我沒有做go vs. c對比的一個原因。
正如go語言的設計者之一rob pike所說，“軟件的復雜性是乘法級相關的”。這充分體現在語言關鍵詞（keyword）數量的控制上，go的關鍵詞是最少的，只有25個，而erlang是27個，python是31個。從根本上保證了go語言的簡單易學。
go語言將數據類型分為四類：基礎類型、復合類型、引用類型和接口類型。基礎類型包括：整型、浮點型、復數、字符串和布爾型。復合數據類型有數組和結構體。引用類型包括指針、切片、字典、函數、通道。其他數據類型，如原子（atom）、比特（binary）、元組（tuple）、集合（set）、記錄（record），go則沒有支持。
go對c語言的很多語法特性做了改良，正如rob pike在《less is exponentially more》中提到，go的“起點： c語言，解決一些明顯的瑕疵、刪除雜質、增加一些缺少的特性。”，比如，switch/case的case子程序段默認break跳出，case語句支持數值范圍、條件判斷語句；所有類型默認初始化為0，沒有未初始化變量；把類型放在變量后面的聲明語法（鏈接），使復雜聲明更加清晰易懂；沒有頭文件，文件的編譯以包組織，改善封裝能力；用空接口（interface {}）代替void *，提高類型系統能力等等。
go對函數，方法，接口做了清晰的區分。與erlang類似，go的函數作為第一公民。函數可以讓我們將一個語句序列打包為一個單元，然后可以從程序中其它地方多次調用。函數和方法的區別是指有沒有接收器，而不像其他語言那樣是指有沒有返回值。接口類型具體描述了一系列方法的集合，而空接口interfac{}表示可以接收任意類型。接口的這2中使用方式，用面對對象編程范式來類比的話，可以類比于subtype polymorphism(子類型多態)和ad hoc polymorphism(非參數多態)。
從圖中示例可以看出，go的goroutine就是一個函數，以及在堆上為其分配的一個堆棧。所以其系統開銷很小，可以輕松的創建上萬個goroutine，并且它們并不是被操作系統所調度執行。goroutine只能使用channel來發送給指定的goroutine請求來查詢更新變量。這也就是go的口頭禪“不要使用共享數據來通信，使用通信來共享數據”。channel支持容量限制和range迭代器。
go/python/erlang語言詞法對比
go、python、erlang三種語言詞法符號的詳細對比如下（點擊見完整大圖）。go的詞法符號是3個語言中最多的，有41個，而且符號復用的情況也較多。相對來說，python最少，只有31個。
go語言在詞法和代碼格式上采取了很強硬的態度。go語言只有一種控制可見性的手段：大寫首字母的標識符會從定義它們的包中被導出，小寫字母的則不會。這種限制包內成員的方式同樣適用于struct或者一個類型的方法。
在文件命名上，go也有一定的規范要求，如以_test.go為后綴名的源文件是測試文件，它們是go test測試的一部分；測試文件中以test為函數名前綴的函數是測試函數，用于測試程序的一些邏輯行為是否正確；以benchmark為函數名前綴的函數是基準測試函數，它們用于衡量一些函數的性能。
除了關鍵字，此外，go還有大約30多個預定義的名字，比如int和true等，主要對應內建的常量、類型和函數。
tdd go編程示例
本小節以tdd方式4次重構開發一個斐波那契算法的方式，來簡單展示go的特性、語法和使用方式，如go的單元測試技術，并發編程、匿名函數、閉包等。
首先，看一下tdd最終形成的單元測試文件：
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package mainimport ( "testing")func testfib(t *testing.t) { var testdatas = []struct { n int want int64 }{ {0, 0}, {1, 1}, {2, 1}, {3, 2}, {4, 3}, {16, 987}, {32, 2178309}, {45, 1134903170}, } for _, test := range testdatas { n := test.n want := test.want got := fib(n) if got != want { t.errorf("fib(%d)=%d, want %d\n", n, got, want) } }} |
基于遞歸的實現方案：
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func fib1(n int) int64 { if n == 0 || n == 1 { return int64(n) } return fib1(n-1) + fib1(n-2)} |
測試結果：
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crbsp@fib$ time go testpassok _/home/crbsp/alex/go/fib 9.705sreal 0m10.045suser 0m9.968ssys 0m0.068s |
基于goroutine實現的并發方案：
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func fib2(n int) int64 { var got int64 var channel = make(chan int64, 2) if n == 0 || n == 1 { return int64(n) } runtime.gomaxprocs(2) go func() { channel <- fib1(n - 2) }() go func() { channel <- fib1(n - 1) }() got = <-channel got += <-channel return got} |
測試結果：
crbsp@fib$ time go test
pass
ok _/home/crbsp/alex/go/fib 6.118s
real 0m6.674s
user 0m10.268s
sys 0m0.148s
基于迭代的實現方案：
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func fib3(n int) int64 { var a, b int64 a, b = 0, 1 for i := 0; i < n; i++ { a, b = b, a+b } return a} |
測試結果：
crbsp@fib$ time go test
pass
ok _/home/crbsp/alex/go/fib 0.002s
real 0m0.547s
user 0m0.328s
sys 0m0.172s
基于閉包的實現方案：
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func fibwrapper4() func() int64 { var a, b int64 a, b = 0, 1 return func() int64 { a, b = b, a+b return a }}func fib4(n int) int64 { var got int64 got = 0 f := fibwrapper4() for i := 0; i < n; i++ { got = f() } return got} |
測試結果：
crbsp@fib$ time go test
paok _/home/crbsp/alex/go/fib 0.002s
real 0m0.411s
user 0m0.260s
sys 0m0.140s
總結
以上所述是小編給大家介紹的go/python/erlang編程語言對比分析及示例代碼，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復大家的。在此也非常感謝大家對服務器之家網站的支持！
原文鏈接：https://www.cnblogs.com/wahaha02/p/8876445.html
