認(rèn)識Nim：具有類似Python語法和C效率的語言

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幾周前，我在GitHub上瀏覽時遇到了一個引起我注意的回購。 它托管了一個完全用Nim編寫的項(xiàng)目。

Nim到底是什么? 我想。

我立刻得出結(jié)論，這是很多人使用的許多編程語言之一，但是我只是一個愚蠢的人，不知道它。 但是我沒有把它放在一邊，而是決定：讓我們對此有所了解。

然后，我有了兩個主要認(rèn)識：

不，很多人不使用這種語言。 但也許應(yīng)該如此。

因此，這里簡要介紹了我在快速編程教程N(yùn)im方面的經(jīng)驗(yàn)，以及為什么該語言對我來說非常有前途。

給我看代碼!

這是我在Nim中編寫的一個無用的程序：

看起來很干凈。 它也是如此簡單，即使您以前可能從未聽說過Nim，您也可以毫不費(fèi)力地弄清楚它的作用。 (提示：它打印數(shù)字：5我：5。)

因此，讓我們分解一下這里似乎熟悉的內(nèi)容：

變量聲明

JavaScript開發(fā)人員非常熟悉。 雖然某些語言使用var，有些語言使用let，但是JS和Nim都允許使用兩者之一進(jìn)行聲明。 請務(wù)必注意，兩種語言的含義并不相同。 但是稍后會更多。

塊語法

要在Nim中標(biāo)記一個新塊，我們使用冒號，后跟縮進(jìn)線。 那就是Python。

關(guān)鍵詞

這兩個循環(huán)以及if語句看起來都像是從Python中拔出來的。 實(shí)際上，從第5行開始的所有內(nèi)容實(shí)際上都是有效的Python(假設(shè)我們定義了echo函數(shù))。

因此，是的，Python中的許多關(guān)鍵字和運(yùn)算符在Nim中也有效，例如not，is，and或or等。

到目前為止，Nim完全沒有什么特別的。 由于我們需要使用let或var，因此它看起來像是Python的較差版本(在語法上)。

但是，如果我告訴您的話，該怎么辦：Nim是一種靜態(tài)類型的語言，其運(yùn)行速度幾乎與C一樣快。

哦，現(xiàn)在我們在說話。

一場友好的比賽

在深入探討Nim語法(尤其是靜態(tài)類型的部分，我們?nèi)匀粵]有看到它)之前，讓我們嘗試備份有關(guān)其速度的聲明。 為此，我編寫了一個程序來天真地(即不進(jìn)行動態(tài)編程)計(jì)算Nim，Python和C中的第n個斐波那契數(shù)。

為了公平起見，我根據(jù)針對此問題的建議Leetcode解決方案(方法1)對實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，并確保在三種語言中盡可能地堅(jiān)持下去。

為了計(jì)時執(zhí)行時間，我在Bash shell中使用了時間輸出中的"真實(shí)"值。

以下是計(jì)算第40個斐波那契數(shù)的結(jié)果：

是的，那件事發(fā)生了。

現(xiàn)在，這是非常有限的，并且離科學(xué)實(shí)驗(yàn)還很遙遠(yuǎn)，但這與其他進(jìn)行了更嚴(yán)格基準(zhǔn)測試的人的發(fā)現(xiàn)一致 。

不過，我將在本文中運(yùn)行的所有代碼都可以在GitHub上找到，包括有關(guān)如何進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)的說明。

那么，為什么Nim比Python快得多?

好吧，我要說有兩個主要原因。 大大簡化，這些是：

Nim是在解釋Python時編譯的(不同意?請單擊鏈接)。 這意味著在運(yùn)行Python程序時，除了僅運(yùn)行該程序外，還有更多的工作要做，因?yàn)樵趯?shí)際執(zhí)行之前需要對其進(jìn)行解釋。 這通常會使語言慢很多。 Nim是靜態(tài)鍵入的。 雖然我之前顯示的示例沒有單一的類型聲明或注釋，但稍后我們將看到它確實(shí)是靜態(tài)類型的語言。 對于動態(tài)類型的Python，解釋器需要做更多的工作來找出并適當(dāng)?shù)靥幚眍愋?，這會減慢執(zhí)行速度。

運(yùn)行更快，編寫速度更慢

這是Python文檔關(guān)于解釋語言必須說的話：

"盡管解釋型語言的程序運(yùn)行通常也較慢，但它們通常具有比編譯型語言更短的開發(fā)/調(diào)試周期。"

例如，這句話很好地總結(jié)了Python和C之間的折衷。 您可以使用Python進(jìn)行的任何操作，什么叫軟文營銷？也可以使用C進(jìn)行的操作，什么叫軟文營銷？程序的運(yùn)行速度將提高多個數(shù)量級。

但是，您將花費(fèi)更多的時間用C編寫和調(diào)試代碼，并且代碼更長且可讀性更差。 這就是為什么C不再流行的原因，Python如此流行。 簡而言之：Python是"簡單的"(當(dāng)然，相對而言)。

因此，如果Python在頻譜的一端，而C在另一端，則Nim試圖處于中間位置：有點(diǎn)快又容易嗎? 這樣的事情。

但是，使Nim脫穎而出的原因是，乍一看，它似乎已使權(quán)衡最小化。 換句話說，它比Python快得多，但是編程起來卻不像C那樣困難(或者感覺像經(jīng)過簡短檢查一樣)。

為了說明這一點(diǎn)，讓我們看一下斐波那契實(shí)驗(yàn)中的代碼。

這是C代碼：

Python：

和Nim：

盡管Nim擁有奇怪的proc東西，親愛的上帝，還是使用=聲明函數(shù)(或過程，稱呼它們)，但它仍然比C干凈得多。

因此，也許這是一個值得權(quán)衡的問題? 比Python難寫一點(diǎn)，但是要快幾十倍-我可以接受。

Nim語法

以下是有關(guān)Nim語法的一些關(guān)鍵點(diǎn)的簡要概述：

變量

變量使用var，let或const聲明。

var和const基本上就像JavaScript一樣工作，但是讓我們有一個不同的故事。

盡管JavaScript中的let與var在范圍上有所不同，但Nim中的let表示一個變量，其值在初始化后不能更改。 有人告訴我，這顯然類似于Swift。

但這不是常數(shù)嗎?

好吧，在Nim中，區(qū)別如下：

對于const，編譯器必須能夠在編譯時確定該值，而let可以在運(yùn)行時確定。

文檔提供了以下示例：

此外，您還可以像這樣聲明變量：

函數(shù)

Nim中的函數(shù)稱為過程，它們的聲明是這樣完成的：

鑒于該語言在很多方面看起來都像Python，因此當(dāng)您初次看到它們時，過程肯定顯得有些怪異。

用=代替{或：尤其奇怪。 但是，在單線過程中看起來更好一些：

此外，您還可以從以下函數(shù)返回：

感覺您仍然應(yīng)該返回結(jié)果，但結(jié)果不是變量，而是一個關(guān)鍵字。 上面的代碼段是完全有效的Nim。

而且您還可以重載過程：

控制流

很像Python。

要遍歷某個范圍，可以使用countup(start，finish)或countdown(start，finish)代替一個范圍。 或者，您可以簡化整個過程并使用：for i in start..finish。

打印并獲取用戶輸入

與Python比較時，readLine(stdin)等效于input()，echo等效于print。

echo可以帶或不帶括號。

我的目標(biāo)是給您帶來Nim的品味，而不是通讀其完整手冊。 因此，我想我將在此處停止使用簡單的語法，然后略過一些其他功能。

附加功能

面向?qū)ο缶幊?/p>

Nim不是面向?qū)ο蟮?，但是對對象的支持極簡。 但是，它們不像Python類那么整潔。

宏

Nim支持宏和元編程，實(shí)際上，它似乎非常強(qiáng)調(diào)它。 由三部分組成的教程系列的整個部分都專門針對它。

這是一個簡單的示例：

基本類型

Nim中的基本類型為：字符串，字符，布爾，整數(shù)，整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)。

這些也是有效的：

int8 int16 int32 int64 uint8 uint16 uint32 uint64 float32 float64

另外，與Python不同，字符串在Nim中是可變的。

注釋

您可能已經(jīng)在上面的Python語法中看到了我的注釋，但是與Python不同，多行注釋也使用了哈希符號(后接)：

JavaScript編譯

從Nim網(wǎng)站：

" Nim包括一流的JavaScript后端，因此您可以輕松地同時定位客戶端和服務(wù)器托管。"

盡管我不確定有多少人會實(shí)際使用它，但是這很酷。 但是，如果您要播放用Nim編寫的Browser Snake，則可以這樣做。 不過這次我沒有建造它。

迭代器

除了定義一個proc之外，還可以定義一個迭代器。 但是，Nim迭代器實(shí)際上更像Python生成器。 這是一個例子：

不區(qū)分Case和下劃線

Nim不區(qū)分大小寫和下劃線(第一個字符除外)。

因此，HelloWorld和helloWorld是不同的，但是helloWorld，helloworld和hello_world都相同，因此有效：

人氣度

也許您閱讀了標(biāo)題并對自己說：嗯，我聽說過Nim或使用Nim!

那樣的話，嘿，我為你感到高興。 但是，我確實(shí)嘗試獲得了有關(guān)該語言受歡迎程度的一些信息，而且肯定不是那么高。

例如，在2020年堆棧溢出調(diào)查中甚至沒有提到Nim。 我在LinkedIn上找不到Nim開發(fā)人員的工作(位置設(shè)置為Worldwide)，并且該語言的Stack Overflow標(biāo)簽只有349個問題。 (與Python的1,500,000或更新語言(例如Swift的270,000)進(jìn)行比較。)

因此，可以肯定地說，大多數(shù)開發(fā)人員都沒有使用過它，而且許多開發(fā)人員甚至從未聽說過Nim這個名字。

真正的Python替代品?

我對你說老實(shí)話，我覺得Nim很酷。

在撰寫本文時，我已經(jīng)研究了最低限度，因此還沒有深入到最低限度，但是我可以看到自己將來會用到它。

但是，盡管基本語法與Python非常相似，但是它變得相當(dāng)復(fù)雜，而且速度很快，我相信這會吸引很多 Python用戶/開發(fā)人員。

就我個人而言，我是Python的忠實(shí)擁護(hù)者，也是靜態(tài)類型語言的忠實(shí)擁護(hù)者，因此對我而言，在某些情況下，性能的提高將足以彌補(bǔ)所增加的冗長性。

然后，通過撰寫本文，我意識到：Go呢?

我敢肯定，你們中的許多人在閱讀時都在考慮這一點(diǎn)，這是有道理的。 盡管Nim的語法可能更接近于Python，但它確實(shí)在Go語言主導(dǎo)的高性能但比C ++語言更激烈的競爭中。

有趣的事實(shí)：我還偷偷地用Go進(jìn)行了速度測試。 特別是對于fibonacci(40)，它的速度與C一樣快。

那么，Nim可以與Python競爭嗎? 我對此表示高度懷疑。 正如我所指出的那樣，我們看到了計(jì)算機(jī)變得越來越快，編程變得越來越容易的趨勢，以至于即使Nim提供了很好的權(quán)衡，我也認(rèn)為采用干凈而通用的Python還不夠。

編輯：我與Nim Core Devs的一位發(fā)言人交談，他告訴我他認(rèn)為Nim比從Python過渡的人更適合從C ++過渡的人。

但是，它可以與Go競爭嗎? 也許(如果Google不落后于Go)。 語法友好，語言功能強(qiáng)大，并且比Go提供的功能(例如宏和重載)更好地支持C / C ++功能。

也許那是我接下來要寫的文章。

謝謝閱讀!

新聞名稱：Python的替代品？我嘗試了你從未聽說過的優(yōu)秀編程語言
文章URL：http://www.rwnh.cn/article10/sosdgo.html

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