Отблеск зари на жемчужине - Журнал "Компьютерра"

Бей красных, пока не побелеют, бей белых, пока не покраснеют.
Лозунг зеленых

Не то чтобы мне не хватало забот и не было языков мне уже известных, которые близки или которые хотелось бы изучить поглубже. Но в одном из путешествий по Сети выудил я оттуда язык Ruby. Впечатлениями и мыслями, которые он вызвал, и хочу поделиться.

В жизни мало знать только один язык, даже родной (например русский). Тем более это сложно в мире компьютеров. Конечно, вполне можно обойтись готовыми продуктами (программами) и достичь нужных результатов, всего лишь выдав последовательность мышиных кликов. Но рано или поздно осозна§шь, что последовательности эти часто повторяются, что они, мягко говоря, раздражают, что постоянно встречаются простенькие задачки, для которых навороченные готовые продукты не нужны, и часто эти микрозадачки можно быстрее и изящнее решить, написав собственные микропрограммки.

То, что графический интерфейс стал доминирующим, привело к "незаметному", но очень важному, на мой взгляд, последствию. Данные (текст, картинки, звуки и т. д.) обрели видимые символы-манипуляторы и некий набор элементарных операций над ними. Но при этом формирование более сложных операций стало возможным двумя основными способами: поручить их создание программистам (в виде готовых программ) или воспользоваться мышкой и тупо нажимать. Обычно выбирают последний способ (по принципу наименьшего сопротивления). Да, да, это та самая командная строка, с которой так не хотят расставаться жители мира *nix. То, что язык командных файлов DOS был убог, неоспоримо. То, что Visual Basic for Applications есть в MS Office, тоже известно. Но то, что такой естественный в применении инструмент практически исчез с уровня операционной системы, - это беда, крайность современного графического интерфейса как парадигмы. И пока что-то не видно достойного графического эквивалента.

То, что в *nix так естественно, - это скриптовые языки, и несть им числа. То, что Сеть уравнивает операционные системы, тоже известный факт. Для сайтов в Сети приходится писать скрипты, например на языке Perl. Но тот же Perl можно использовать не только для Сети. Люди это быстро осознали и стали применять его в повседневной работе. Так, или примерно так, скриптовые языки стали мигрировать с *nix.

Когда речь идет о скриптовых языках программирования, важными (или важнейшими) критериями применения языка я бы назвал степень владения им, его выразительность и, в меньшей мере, быстродействие. Язык постоянного (повседневного) использования должен быть достаточно прост в изучении, его конструкции должны быть компактными, и при этом на нем нужно решать самые разнообразные задачи. Как и во многих случаях, язык - это результат некоего компромисса. Не удержусь, чтобы не процитировать Ларри Уолла (Larry Wall), создателя Perl: "Минимализм: вера, что "малое прекрасно". Парадоксально, если вы скажете что-нибудь на маленьком языке, результат будет большим, а если скажете на большом языке, результат будет маленьким. Выбирайте". Perl - язык очень выразительный, взгляните на эти две строки:

#construct regex on the fly to parse xml tags
$tags{$_}="(.*)<" . $_ . ">\\s*(.*?)\\ s*</" . $_ . ">(.*)" foreach @_;

Они прекрасны для посвященных, они много делают ("конструирование регулярного выражения на лету для разбора тегов XML"), но чтобы овладеть Perl'ом в совершенстве, нужно много читать и практиковаться. Это не недостаток, это свойство языка.

Еще один момент - то, что Клейтон Кристенсен (Clayton Christensen) назвал в своей книге "Дилемма инноватора" ("The Innovator's Dilemma") "подрывной технологией" (disruptive technology). Любой продукт, который достаточно популярен (стал мэйнстримом), со временем обрастает, как днище корабля, ракушками больших и малых усовершенствований, становится все более совершенным и изощренным, но в то же время все более сложным и распухшим, часто превращаясь в заложника принятых когда-то проектных решений, а также все более мощным, но сложным и дорогим (в разных смыслах) для простых задач. И тут в ослепительно белом фраке появляется новый, не обремененный подобным грузом продукт, который оказывается более дешевым, простым, удобным в использовании и "достаточно хорошим" решением для многих (причину для себя я формулирую как следствие закона Парето: 80% пользователей используют не более 20% возможностей). И лидер сменяется. Особенно эта ситуация характерна для мира компьютеров. Монти Мэнли (Monty Manley) заметил по этому поводу: "Ни одна полезная программа не становилась меньше со временем - программисты напирают на добавление новых фич, а не на устранение старых ошибок".

Так что же это все-таки за язык, Ruby? Своим именем он обязан драгоценному камню рубину (заметна параллель с Perl - жемчуг). Вот как описывает Ruby его создатель, японский программист Юкихиро Мацумото (Yukihiro Matsumoto): "Это мощный и динамический объектно-ориентированный язык с открытыми исходниками, который я начал разрабатывать в 1993 году. Ruby работает на многих платформах, включая Linux и многие реализации Unix, MS-DOS, Windows 9x/2000/NT, BeOS и MacOS.

Главная цель Ruby - эффективность разработки программ, и пользователи найдут, что программирование на нем эффективно и даже забавно. Этот язык хорошо приспособлен для таких проблемных областей, как обработка текста, программирование CGI (есть все, что нужно, включая классы работы с текстом, библиотеку CGI, интерфейс базы данных и даже eRuby, встроенный Ruby, и mod_ruby для Apache) и XML, программирование для сети (есть поддержка сокетов), приложения с графическим интерфейсом (есть интерфейсы Ruby/Tk и Ruby/Gtk), прототипирование и обучение программированию".

Ruby вобрал в себя черты Perl, Smalltalk, Lisp. Ruby - язык динамический, поскольку не использует статической информации о типах. Он подобен скриптовым языкам: быстрый цикл разработки (редактирование - запуск - редактирование) с использованием интерпретатора, но автор языка настаивает на том, чтобы его называли динамическим объектно-ориентированным языком, а не скриптовым. По его мнению, Perl и Python - "скриптовые языки, поддерживающие объектно-ориентированное программирование", а Ruby - "объектно-ориентированный язык, поддерживающий скриптовое программирование". Разница, может быть, и тонкая, но она есть.

В отличие от Perl, Ruby изначально был объектно-ориентированным языком; средства объектно-ориентированного программирования (ООП) не являются добавлением (в Perl начиная с версии 5.000 для поддержки ООП используются довольно искусственные конструкции, и есть ограничение "один класс - один файл"). Ruby использует меньше закорючек ($,@,% и т. п.), в нем меньше зависимости от контекста и меньше неявных преобразований типов, и поэтому программы Ruby представляются менее загадочными, чем программы Perl (см. пример выше в тексте). Ruby позволяет проще обращаться со сложными структурами данных. Большинство функций, аналогичных "перловым", собраны в библиотеки классов. Простые программы на Ruby часто выглядят как упорядоченные, упрощенные и более понятные программы Perl.

Для сравнения: Python (тоже объектно-ориентированный скриптовый язык) использует формирование структуры программы с помощью отступов, в нем отсутствует сборка мусора, и есть ряд не очень удачных решений. Ruby-программы часто существенно быстрее Python-эквивалентов, в частности, из-за использования кэширования методов в интерпретаторе Ruby.

Как говорит Мацумото, Ruby проектировался как "язык, более мощный, чем Perl, и более объектно-ориентированный, чем Python".

Ruby - чистый объектно-ориентированный язык с самого начала разработки. Чистый, потому что все переменные являются объектами и объединяются в классы (множественное наследование не поддерживается). Каждая процедура - метод некоторого объекта. Операторы - специальная форма вызова методов. Вот типичное объявление метода класса (класс Foo, метод foo):

class Foo
def foo
print "foo method in Foo class\n"
end
end

А это создание экземпляра класса и вызов его метода:

f = Foo.new
f.foo

Вот типичный цикл, который печатает числа от 0 до 9 ("10 раз делай..."):

10.times do |i|
print i, "\n"
end

Обратите внимание на вызов метода times и отсутствие begin (его функцию выполняет do). Хотя этот цикл можно записать и так:

10.times {|i| print i, "\n" }

Переменные снабжаются префиксами, определяющими область видимости (а не тип, в отличие от Basic). Например, var задает локальную переменную, $var - глобальную переменную, а Pi - константу.

Ruby поддерживает концепцию исключений и даже реализует многопоточность (в том числе под MS-DOS!). Встроена сборка мусора.

В Ruby реализована концепция итератора, вот пример:

[ 1, 2, 3 ].each {|item| print item }

Здесь печатаются элементы массива [1, 2, 3]. Итератор each ("для каждого") позволяет осуществить доступ к массиву без знания метода доступа. Ruby позволяет также определить свой собственный итератор.

Автор рассматривает язык программирования как интерфейс пользователя и поэтому считает, что язык должен следовать принципам интерфейса пользователя: краткость (хороший слуга должен делать много работы в ответ на короткий приказ), последовательность (универсальный объектный подход и небольшой набор правил; простой язык, но не слишком простой), гибкость (язык - средство выражения мыслей, он должен не ограничивать, а помогать этому. Ruby состоит из неизменного маленького ядра - синтаксис - и произвольно расширяемых библиотек классов).

Из библиотек классов стоит упомянуть библиотеки для работы с матрицами, Unicode, CGI, Socket, HTTP, POP3, FTP, SMTP, GUI (Tk, Gtk), базами данных (PostgreSQL, Interbase, Oracle, MySQL и др.).

Написан Ruby на C, и есть доступный Ruby API, благодаря чему можно писать на C расширения в виде динамических библиотек. Так, для Windows есть win32ole.dll, позволяющая, например, ловко управляться с Excel через OLE Automation.

По быстродействию Ruby примерно в полтора раза хуже Perl и впятеро превосходит Python. Но в экспериментальной стадии находятся транслятор Ruby-to-C и компилятор с технологией JIT (just-in-time - компиляция на лету), так что в дальнейшем от программ на Ruby можно ожидать большей производительности.

В Японии Ruby сильно потеснил Python и Perl (а книга "Ruby the Object-Oriented Scripting Language" стала бестселлером) и начал распространяться по всему миру. Вобрав в себя достоинства других языков и учтя их недостатки, он может стать очень популярным. Я не думаю, что Ruby "погубит" другие языки (они всякие нужны), но выглядит он весьма достойным внимания.

Официальный сайт Ruby: www.ruby-lang.org/en. Там можно найти свежий дистрибутив (на момент написания статьи это тарбол стабильной версии ruby-1.4.5.tar.gz). Дистрибутив для Windows (www.sugihara.com/ruby/ruby140.exe) "весит" 1,2 Мбайт, то есть помещается на 3,5-дюймовую дискету (удивительно, как быстро мы от них отвыкли!), и включает, помимо интерпретатора и библиотек, руководство, FAQ и примеры использования. Неплохой обзор Ruby можно найти на сайте IBM (www-4.ibm.com/software/developer/library/ruby.html).