Dart/Swift/JS 不同的语言模型设计

最近又想玩一玩 flutter，再次回忆了一下 Dart 语言，随着接触的编程语言越来越多，渐渐习惯了通过比较不同编程语言的设计，视图了解语言背后的设计思路。我不是很喜欢一条一条的看语法，我认为语法是一个字典，使用到的时候，查一查，查着查着就记住了。

一般接触一门新的编程语言，我都会先了解它的内存模型设计，主要从以下三个方面：

编译型语言还是解释型，或者两者结合

内存是如何管理的，有 GC 还是无 GC

语言的类型系统如何设计：

值类型 & 引用类型
是否有装箱 Box
泛型系统是如何设计的

不同的设计语言，其实和它的设计目标有关。

一、JS

javascript 的设计目标：

简单

动态性

这两个目标的初衷，无非是 js 最初用于浏览器脚本，简单可以让开发者快速的在浏览器中使用起来。动态性，可以让 js 在浏览器中更加灵活，还有个原因是，html 是发送到浏览器中再进行解释、渲染的。JS 为了配合这个特效，最初也设计为解释执行。先发下 JS 代码到浏览器，然后由浏览器解释执行，保证足够的灵活性。

有 GC、值类型、装箱

有 GC 的语言，编写起来比较简单，也比较容易上手，开发这几乎不需要关心内存安全，野指针之类的问题。

初学 JS ，类型系统有点让人迷惑，例如既有 string 也有 String ，一个小写开头，一个大写开头，但事实上完全是两种类型，number，boolean，等也是如此。

拿string 来说，它其实是原始类型，什么是原始类型？其实就是值类型，字面量。它不可变，高效。

但是如果想要对这个值类型进行一些操作，例如拼接，查询字符串等操作，JS 就需要在背后，将这个值类型装箱为 String ，然后才能调用 String 这个对象的方法：length toUpperCase splice 等，操作完成后，在进行解包，将这个对象类型欢迎为新的原始值类型 string 。这一切都在运行时默默进行，开发者几乎察觉不到，但是性能开销就比较大了：值类型可以直接在粘上操作，装箱后，就需要新建对象，开辟堆内存，在堆上进行相关方法调用，然后再解包，还原。

这就是 JS 这个语言的特点，看着很简单，但一不小心就带来了很多性能开销。所以你会看到很多教程都建议尽量使用值类型。

二、Swift

swift 的设计目标：

当然是替换 iOS 开发的 objective-c 语言

安全、高效 (不能有 GC)

Swift 本身是无 GC 的，沿用了 OC 的引用计数管理内存，引用计数无法解决循环引用问题，所以开发者需要时刻警惕内存泄露。

理解 Swift 语言，可以从语言类型的设计视角出发。先画一张 swift 数据类型推导图：

值类型和引用类型，主要注意点在于，进行赋值的时候是值拷贝，还是引用拷贝。一个值类型中包含了一个引用类型的时候，赋值的时候，依然只会拷贝引用本身。

struct / enum / class

现代语言的设计趋势，都逐渐放弃设计 Class 类型，例如 Rust Go 都没有专门设计 Class，Swift 比较特殊的是，需要兼容自家的历史语言 Objective-C，有时候需要和 OC 交互，使用 Class 更加方便。

1.1 struct 和 class 区别

Swift 的设计初衷一定是想优先使用 struct 值类型，值类型的一大好处，就是数据的不可变性和独立性。这非常有利于并发编程，很好的避免了数据竞争，所以写 swift 代码的时候，能用 struct 优先用 strut。此外 struct 和 class 有以下主要区别：

Struct 是值类型，Class 是引用类型

Struct 默认会隐式生成所有属性的构造函数，Class 并不会

Class 具有继承的特性，struct 本身没有，不过可以通过 protocol 模拟实现。

可以运行时，动态转换类实例的实际类型。

Class 有析构函数 Deinitialized，可以用来释放资源。

基于 protocol 设计的类型编程范式

基于 protocol ，swift 设计了:

泛型 Generic, <T: Protocol>

协议存在类型 (Boxed Type): (argu: any SomeProtocol)

不透明类型 (Opaque Type): (argu: some SomeProtocol)

Swift 很少用到装箱

Swift 基本类型都是值类型，对值类型操作直接都是函数指针操作，保证语言的高效。就连泛型也是编译期泛型。不过为了同时兼具一定的动态性，支持了运行时动态类型，Boxed Type，当然和 JS 不同，这种装箱行为不是语言本身在后台支持的，需要开发者明确书写: 从而告诉开发者，非必要别这么写，你要知道运行时动态化设计，不可避免的带来了性能开销。

三、Dart 又得编译，还得解释，天生为了 Flutter

(未完)