AI 前线导读：Python 和 JavaScript 是两门非常有影响力的编程语言，二者都是我们在打造跨平台应用时会用到的主流语言。由于 Python 和 JavaScript 都是脚本语言，因此它们有很多共同的特性，都需要解释器来运行，都是动态类型，都支持自动内存管理，都可以调用 eval（）来执行脚本等等脚本语言所共有的特性。在过去这些年来，Python 和 JavaScript 占据着主导型地位，但有句话说得好，长江后浪推前浪，青出于蓝胜于蓝。如果将来有一天，Python 和 JavaScript 被打败赶下榜单，那这个挑战者会是谁呢？退休的软件工程师 Richard Kenneth Eng 为我们分享了他的看法，罗列了那些他认为有望打败 Python 和 JavaScript 的编程语言。
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本文最初发表 Hacker Noon 博客，经原作者 Richard Kenneth Eng 授权，InfoQ 中文站翻译并分享。
Python 和 JavaScript 是当今最热门的两种编程语言。但是，它们不可能永远位居榜首。最终，它们一定会失宠，就像所有的编程语言一样。这很可能在未来十年内就会发生。
哪些编程语言有望取代它们呢？下面就是我列出的挑战者名单。
由于 Flutter 框架和 Google 的认可，这门语言迅速流行起来。它与使 Ruby 如此流行的驱动力相似：Rails 框架。
如果 Google 的新操作系统 Fuchsia 取得成功的话，Dart 将会成为其中心。
主要优势：它是一种比 JavaScript 更优秀的编程语言。
主要缺点：它面对来自 JavaScript 及其迷惑的群体的对抗。
曼德勃罗分形图（Mandelbrot set）示例代码：
class Complex {
double _r,_i;
Complex(this._r,this._i);
double get r => _r;
double get i => _i;
String toString() => "($r,$i)";
Complex operator +(Complex other) => new Complex(r+other.r,i+other.i);
Complex operator *(Complex other) =>
new Complex(r*other.r-i*other.i,r*other.i+other.r*i);
double abs() => r*r+i*i;
}
void main() {
double start_x=-1.5;
double start_y=-1.0;
double step_x=0.03;
double step_y=0.1;
for(int y=0;y<20;y++) {
String line="";
for(int x=0;x<70;x++) {
Complex c=new Complex(start_x+step_x*x,start_y+step_y*y);
Complex z=new Complex(0.0, 0.0);
for(int i=0;i<100;i++) {
z=z*(z)+c;
if(z.abs()>2) {
break;
}
}
line+=z.abs()>2 ? " " : "*";
}
print(line);
}
}
Elixir 是 Erlang 的派生语言，具有改进的语法，以及与 Erlang 相同的、惊人的并发性支持。作为一种纯函数式语言，它很有可能将这一范式提升为主流。
主要优点：它使函数式编程变得异常简单。它非常适合并发性。
主要缺点：需要了解潜在的一次性可编程基础知识，这可能是一项艰巨的任务。
曼德勃罗分形图（Mandelbrot set）示例代码：
defmodule Mandelbrot do
def set do
xsize = 59
ysize = 21
minIm = -1.0
maxIm = 1.0
minRe = -2.0
maxRe = 1.0
stepX = (maxRe - minRe) / xsize
stepY = (maxIm - minIm) / ysize
Enum.each(0..ysize, fn y ->
im = minIm + stepY * y
Enum.map(0..xsize, fn x ->
re = minRe + stepX * x
62 - loop(0, re, im, re, im, re*re+im*im)
end) |> IO.puts
end)
end
defp loop(n, _, _, _, _, _) when n>=30, do: n
defp loop(n, _, _, _, _, v) when v>4.0, do: n-1
defp loop(n, re, im, zr, zi, _) do
a = zr * zr
b = zi * zi
loop(n+1, re, im, a-b+re, 2*zr*zi+im, a+b)
end
end
Mandelbrot.set
另一种 Google 支持的语言 Golang，得益于其闪电般的编译速度、简单高效的并发性以及非凡的简单性，它被证明是赢家。唯一缺少的就是泛型，不过，这个特性已经在路线图上了。
主要优点：超级简单，对并发性支持非常好。
主要缺点：它（目前）缺少泛型。
曼德勃罗分形图（Mandelbrot set）示例代码：
package main
import (
"fmt"
"image"
"image/color"
"image/draw"
"image/png"
"math/cmplx"
"os"
)
const (
maxEsc = 100
rMin = -2.
rMax = .5
iMin = -1.
iMax = 1.
width = 750
red = 230
green = 235
blue = 255
)
func mandelbrot(a complex128) float64 {
i := 0
for z := a; cmplx.Abs(z) < 2 && i < maxEsc; i++ {
z = z*z + a
}
return float64(maxEsc-i) / maxEsc
}
func main() {
scale := width / (rMax - rMin)
height := int(scale * (iMax - iMin))
bounds := image.Rect(0, 0, width, height)
b := image.NewNRGBA(bounds)
draw.Draw(b, bounds, image.NewUniform(color.Black), image.ZP, draw.Src)
for x := 0; x < width; x++ {
for y := 0; y < height; y++ {
fEsc := mandelbrot(complex(
float64(x)/scale+rMin,
float64(y)/scale+iMin))
b.Set(x, y, color.NRGBA{uint8(red * fEsc),
uint8(green * fEsc), uint8(blue * fEsc), 255})
}
}
f, err := os.Create("mandelbrot.png")
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
if err = png.Encode(f, b); err != nil {
fmt.Println(err)
}
if err = f.Close(); err != nil {
fmt.Println(err)
}
}
Julia 的优势在于它对数学计算的出色支持。数学友好的语法对数学家来说非常有用。如果有哪种语言可以推翻 Python，那么 Julia 肯定是一个竞争者。
主要优点：这门语言是为科学家精心设计的。
主要缺点：这门语言面临数据科学之王 Python 的挑战。
曼德勃罗分形图（Mandelbrot set）示例代码：
using Images
@inline function hsv2rgb(h, s, v)
const c = v * s
const x = c * (1 - abs(((h/60) % 2) - 1))
const m = v - c
const r,g,b =
if h < 60
(c, x, 0)
elseif h < 120
(x, c, 0)
elseif h < 180
(0, c, x)
elseif h < 240
(0, x, c)
elseif h < 300
(x, 0, c)
else
(c, 0, x)
end
(r + m), (b + m), (g + m)
end
function mandelbrot()
const w, h = 1000, 1000
const zoom = 0.5
const moveX = 0
const moveY = 0
const img = Array{RGB{Float64}}(h, w)
const maxIter = 30
for x in 1:w
for y in 1:h
i = maxIter
const c = Complex(
(2*x - w) / (w * zoom) + moveX,
(2*y - h) / (h * zoom) + moveY
)
z = c
while abs(z) < 2 && (i -= 1) > 0
z = z^2 + c
end
const r,g,b = hsv2rgb(i / maxIter * 360, 1, i / maxIter)
img[y,x] = RGB{Float64}(r, g, b)
end
end
save("mandelbrot_set.png", img)
end
mandelbrot()
Kotlin 是更好的 Java。事实上，它实际上就是 Java 的一个可以立即使用的替代品。Google 已经将其打造成 Android 开发的一流语言。
主要优点：它是一种升级版的 Java。
主要缺点：它是一种非常庞大的语言，即使与 Java 相比也是如此。
曼德勃罗分形图（Mandelbrot set）示例代码：
import java.awt.Graphics
import java.awt.image.BufferedImage
import javax.swing.JFrame
class Mandelbrot: JFrame("Mandelbrot Set") {
companion object {
private const val MAX_ITER = 570
private const val ZOOM = 150.0
}
private val img: BufferedImage
init {
setBounds(100, 100, 800, 600)
isResizable = false
defaultCloseOperation = EXIT_ON_CLOSE
img = BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB)
for (y in 0 until height) {
for (x in 0 until width) {
var zx = 0.0
var zy = 0.0
val cX = (x - 400) / ZOOM
val cY = (y - 300) / ZOOM
var iter = MAX_ITER
while (zx * zx + zy * zy < 4.0 && iter > 0) {
val tmp = zx * zx - zy * zy + cX
zy = 2.0 * zx * zy + cY
zx = tmp
iter--
}
img.setRGB(x, y, iter or (iter shl 7))
}
}
}
override fun paint(g: Graphics) {
g.drawImage(img, 0, 0, this)
}
}
fun main(args: Array) {
Mandelbrot().isVisible = true
}
主要优点：Lua 是一种小巧、简单、快速、可嵌入、可移植的灵活的语言。
主要缺点：它已经被人们忽视了 26 年，现在会有什么改变呢？
曼德勃罗分形图（Mandelbrot set）示例代码：
local maxIterations = 250
local minX, maxX, minY, maxY = -2.5, 2.5, -2.5, 2.5
local miX, mxX, miY, mxY
function remap( x, t1, t2, s1, s2 )
local f = ( x - t1 ) / ( t2 - t1 )
local g = f * ( s2 - s1 ) + s1
return g;
end
function drawMandelbrot()
local pts, a, as, za, b, bs, zb, cnt, clr = {}
for j = 0, hei - 1 do
for i = 0, wid - 1 do
a = remap( i, 0, wid, minX, maxX )
b = remap( j, 0, hei, minY, maxY )
cnt = 0; za = a; zb = b
while( cnt < maxIterations ) do
as = a * a - b * b; bs = 2 * a * b
a = za + as; b = zb + bs
if math.abs( a ) + math.abs( b ) > 16 then break end
cnt = cnt + 1
end
if cnt == maxIterations then clr = 0
else clr = remap( cnt, 0, maxIterations, 0, 255 )
end
pts[1] = { i, j, clr, clr, 0, 255 }
love.graphics.points( pts )
end
end
end
function startFractal()
love.graphics.setCanvas( canvas ); love.graphics.clear()
love.graphics.setColor( 255, 255, 255 )
drawMandelbrot(); love.graphics.setCanvas()
end
function love.load()
wid, hei = love.graphics.getWidth(), love.graphics.getHeight()
canvas = love.graphics.newCanvas( wid, hei )
startFractal()
end
function love.mousepressed( x, y, button, istouch )
if button == 1 then
startDrag = true; miX = x; miY = y
else
minX = -2.5; maxX = 2.5; minY = minX; maxY = maxX
startFractal()
startDrag = false
end
end
function love.mousereleased( x, y, button, istouch )
if startDrag then
local l
if x > miX then mxX = x
else l = x; mxX = miX; miX = l
end
if y > miY then mxY = y
else l = y; mxY = miY; miY = l
end
miX = remap( miX, 0, wid, minX, maxX )
mxX = remap( mxX, 0, wid, minX, maxX )
miY = remap( miY, 0, hei, minY, maxY )
mxY = remap( mxY, 0, hei, minY, maxY )
minX = miX; maxX = mxX; minY = miY; maxY = mxY
startFractal()
end
end
function love.draw()
love.graphics.draw( canvas )
end
Pharo 是 Smalltalk 的现代变体，Smalltalk 是一种非常高效的面向对象编程语言。实际上，Smalltalk 是面向对象编程的典范，它几乎启发了地球上所有其他面向对象编程语言的灵感。最后，没有一种语言比 Smalltalk 更适合面向对象编程了。
Pharo 还是世界上最简单、最优雅的语言之一。你可以在 15 分钟内学会 Smalltalk 的全部语法！
主要优点：它的工作效率非常高效，就像工作效率提高了 5 倍一样！
主要缺点：掌握这种语言，需要一种不同的编程思维。但人们往往害怕改变。
分形树示例代码：
Object subclass: #FractalTree
instanceVariableNames: ''
classVariableNames: ''
poolDictionaries: ''
category: 'RosettaCode'
"Methods for FractalTree class"
tree: aPoint length: aLength angle: anAngle
| p a |
(aLength > 10) ifTrue: [
p := Pen new.
p up.
p goto: aPoint.
p turn: anAngle.
p down.
5 timesRepeat: [
p go: aLength / 5.
p turn: 5.
].
a := anAngle - 30.
3 timesRepeat: [
self tree: p location length: aLength * 0.7 angle: a.
a := a + 30.
]
].
draw
Display restoreAfter: [
Display fillWhite.
self tree: 700@700 length: 200 angle: 0.
]
"Execute"
FractalTree new draw.
Rust 因其内存安全特性：借位检查器而得到了广泛的认可。这个特性实际上消除了所有与内存相关的编程错误。Rust 保证了编程的安全性。
主要优点：它有助于使软件更可靠。
主要缺点：这门语言很难学习，而且借位检查器可能也很难理解。
曼德勃罗分形图（Mandelbrot set）示例代码：
extern crate image;
extern crate num_complex;
use std::fs::File;
use num_complex::Complex;
fn main() {
let max_iterations = 256u16;
let img_side = 800u32;
let cxmin = -2f32;
let cxmax = 1f32;
let cymin = -1.5f32;
let cymax = 1.5f32;
let scalex = (cxmax - cxmin) / img_side as f32;
let scaley = (cymax - cymin) / img_side as f32;
// Create a new ImgBuf
let mut imgbuf = image::ImageBuffer::new(img_side, img_side);
// Calculate for each pixel
for (x, y, pixel) in imgbuf.enumerate_pixels_mut() {
let cx = cxmin + x as f32 * scalex;
let cy = cymin + y as f32 * scaley;
let c = Complex::new(cx, cy);
let mut z = Complex::new(0f32, 0f32);
let mut i = 0;
for t in 0..max_iterations {
if z.norm() > 2.0 {
break;
}
z = z * z + c;
i = t;
}
*pixel = image::Luma([i as u8]);
}
// Save image
let fout = &mut File::create("fractal.png").unwrap();
image::ImageLuma8(imgbuf).save(fout, image::PNG).unwrap();
}
TypeScript 是 JavaScript……带来了好处。它主要是添加了静态类型。与 JavaScript 的兼容性使它成为前端 Web 开发人员的最爱，因为他们已经了解 JavaScript，而且几乎不需要改变他们的工作流程。
主要优点：它就是 JavaScript，因此对 JavaScript 开发人员来说没有什么太大的变化。
主要缺点：它仍然是 JavaScript，所以仍然继承了 JavaScript 的所有包袱。
分形树示例代码：
// Set up canvas for drawing
var canvas: HTMLCanvasElement = document.createElement('canvas')
canvas.width = 600
canvas.height = 500
document.body.appendChild(canvas)
var ctx: CanvasRenderingContext2D = canvas.getContext('2d')
ctx.fillStyle = '#000'
ctx.lineWidth = 1
// constants
const degToRad: number = Math.PI / 180.0
const totalDepth: number = 9
/** Helper function that draws a line on the canvas */
function drawLine(x1: number, y1: number, x2: number, y2: number): void {
ctx.moveTo(x1, y1)
ctx.lineTo(x2, y2)
}
/** Draws a branch at the given point and angle and then calls itself twice */
function drawTree(x1: number, y1: number, angle: number, depth: number): void {
if (depth !== 0) {
let x2: number = x1 + (Math.cos(angle * degToRad) * depth * 10.0)
let y2: number = y1 + (Math.sin(angle * degToRad) * depth * 10.0)
drawLine(x1, y1, x2, y2)
drawTree(x2, y2, angle - 20, depth - 1)
drawTree(x2, y2, angle + 20, depth - 1)
}
}
// actual drawing of tree
ctx.beginPath()
drawTree(300, 500, -90, totalDepth)
ctx.closePath()
ctx.stroke()
WebAssembly 是一匹黑马。在未来十年左右的时间里，它可能会衍生出一系列的语言，这些语言有望最终登上榜首。WebAssembly 只是一个编译目标，但没有理由说它不能扩展到 Web 领域以外的地方。至于哪些基于 WebAssembly 的语言可以登上榜首？现在谁也说不准。
作者介绍：
Richard Kenneth Eng，博主。Smalltalk 布道师。退休的软件工程师。《复仇者联盟》粉丝。
拓展阅读：
https://hackernoon.com/programming-languages-of-the-future-b61332kd
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