[译]Lisp、Smalltalk 和对称性的力量

原文: Lisp, Smalltalk, and the Power of Symmetry

和许多黑客一样，我第一门真正爱上的编程语言是 Lisp。保罗·格雷厄姆（Paul Graham）激发了我对这种语言的探索，他是个特别的 Lisp 倡导者，写了很多关于 Lisp 的文章，谈论是什么让它与众不同。那么，是什么让 Lisp 与众不同呢？尽管 Lisp 发明于 1958 年，是世界上第二古老的高级编程语言，为什么 Lisp 仍然是现存最强大、最灵活、最简洁的编程语言之一？

保罗·格雷厄姆的回答是宏(macro)：

许多语言都有一个叫做宏的东西。但 Lisp 的宏是独一无二的。[…]
Lisp 代码是由 Lisp 数据对象组成的。这并不是在琐碎的意义上说，源文件包含字符串，字符串是语言支持的数据类型之一。Lisp 代码，在被解析器(parser)读取后，是由你可以遍历的数据结构组成的。
如果你了解编译器(compilers)是如何工作的，实际发生的事情并不是 Lisp 有一个奇怪的语法，而是 Lisp 根本没有语法。当其他语言被解析时，你在编译器内生成的解析树中编写程序。但是这些解析树对于你的程序来说是完全可以访问的。你可以写程序来操作它们。在 Lisp 中，这些程序被称为宏。它们是编写程序的程序。

保罗的论点里，隐藏着一个有趣的暗示。他说，宏使 Lisp 变得强大，因为它们允许你编写本身就能编写程序的程序。但是，这就是宏，而不是使宏成为可能的东西–Lisp 的宏不是它强大的原因，而是它的一个症状。使 Lisp 强大的不是它的宏，而是这一事实: Lisp 运行在编写它的上下文中。至始至终都是 S-表达式。这导致了一种有趣的可能性：是否有其他方法来实现类似的功能？宏是让程序编写程序的唯一方式吗？还是有其他的方式？

当我在大学学习计算机语言时，我们在 Lisp 之后研究的第二种语言是 Smalltalk。我对 Lisp 的力量和灵活性印象深刻，所以那天我的第一个问题是：“Smalltalk 有宏吗？” 教授在思考了一会儿之后，回答说：“Smalltalk 不需要宏”。嗯？Smalltalk 不需要宏？为什么不需要？那它有什么？我花了三年时间才搞清楚。Smalltalk 不需要宏，因为它有类(class)。

将面向对象的类与 Lisp 的宏相提并论似乎有些奇怪。类和类结构不是出了名的僵化、脆弱，而且容易产生意大利面条代码吗？这些不都是 Lisp 宏的反面吗？

当 OOP 指的是 “我在设计这个类的层次结构时在想什么” 时，面向对象编程(“OOP”)的一般风味确实如此。Java、C++、甚至 Python 等语言似乎认为 “面向对象” 主要意味着 “类和继承”。这有点像说 “开车” 主要意味着 “按钮和踏板”。大多数这些语言都忽略了一点，那就是 Smalltalk 的类系统，就像 Lisp 的宏系统一样，是语言中已经存在的力量的一个症状，而不是其原因。如果它不具备这些功能，那么自己添加这些功能并不难。

如果没有 Smalltalk 的底层基础，类的继承只不过是一种代码重用的工具。在这类工具，它既不是唯一也不一定是最好的。Smalltalk 对象系统的真正力量(包括类)，不是继承，而是反射(reflection)。正如 Lisp 宏之所以强大，是因为它们可以对任何 Lisp 代码进行操作，包括它们自己，Smalltalk 类之所以强大，是因为它们本身就是对象。Smalltalk 和 Lisp 一样，都是在其编写的上下文中运行的。一路往下都是对象。

Lisp 之所以强大，是因为所有的 Lisp 程序也是 Lisp 数据–所有可以运行的东西都可以被写成/读S-表达式。Lisp 中的宏只是当你归纳应用这种关系时发生的事情：它们是操作数据的代码，而数据本身就是代码。

Smalltalk 之所以强大，是因为所有的 Smalltalk 数据都是程序–所有的信息都是由运行的、活生生的对象体现出来的。Smalltalk 中的类编程只是操作本身就是数据的程序–这是 Lisp 哲学的反面，但最终结果是一样的。正是它使 Smalltalk 调试器能够冻结、剖析、修改和恢复正在执行的程序。它使浏览器(browser)能够立即找到所有响应给定消息的对象，或找到给定对象的所有超类和子类，或找到给定类的每个运行实例。这就是为什么 Smalltalk 集成开发环境不仅仅是用这种语言编写的，它实际上就是这种语言。

正如保罗在前头提到的，Lisp 实际上没有语法: 因为 Lisp 源代码、运行中的 Lisp 代码、Lisp 数据 表达形式相同，三者是可以互换的。程序可以改写数据，而这些数据可以作为程序运行，这些程序可以改写数据…

Smalltalk 比 Lisp 更进一步：并不是说 Smalltalk 的源代码没有语法，而是 Smalltalk 没有源代码。毕竟，“源代码” 只是意味着 “没有运行的程序”，而没有运行的 Smalltalk 程序是不存在的。因为在 Smalltalk 中，除了 “运行的数据”(对象)之外，别无他物，所以在 Smalltalk 中没有数据和程序的区别。数据(对象)可以编写程序(对象)，程序(对象)可以编写数据(对象)…

所以 Lisp 宏并不是让程序写程序的唯一方式。一种语言要允许这样做，似乎唯一需要的是程序和数据之间普遍存在的对称性。如果一种语言允许程序和数据被视为同一事物，那么这种语言就会变得容易和无限扩展–一种上帝的语言。事实证明，S-表达式并不是做到这点的唯一方法–你也可以用对象来做到这点。我想知道是否还有我们尚未尝试过的其他方法，能做到这点呢？