华为仓颉编程语言观感

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相似点（主要与Swift进行对比）
不同点
亮点

花了半天时间，对华为新出的仓颉编程语言做了简单的了解，整体观感如下：

仓颉语言看起来是一门大而全的语言，吸纳了现存的很多中编程语言的范式和语法。
语法非常像Swift，有些语法又有rust的影子；
静态类型语言，但编译为二进制可执行文件，无虚拟机。并发、垃圾回收与内存管理模块与java类似；
支持声明式UI语法，类似于现在ArkUI使用的ArkTS语法，估计以后HarmonyOS的开发语言会从ArkTS转化为仓颉。

相似点（主要与Swift进行对比）

类型扩展

添加函数 (swift包含)

仓颉：
extend String { 
    func printSize() {
        print(this.size)
    }
}

"123".printSize() // 3

Swift:
extension String {
    func printSize() {
        print(self.size)
    }
}

"123".printSize() // 3

添加属性 (swift不包含)

添加操作符重载 (swift包含)

仓颉：
struct Point {
    let x: Int
    let y: Int

    init(x: Int, y: Int) {...}

    operator func +(rhs: Point): Point {
        return Point(
            this.x + rhs.x,
            this.y + rhs.y
        )
    }
}

let a: Point = ...
let b: Point = ...
let c = a + b

Swift：
struct Point {
    let x: Int
    let y: Int

    init(x: Int, y: Int) {
        self.x = x
        self.y = y
    }

    static func +(lhs:Point, rhs: Point) -> Point {
        return Point(x:
            lhs.x + rhs.x,
            y: lhs.y + rhs.y)
    }
}

let c: Point = Point(x: 1, y: 1)
let d: Point = Point(x: 2, y: 2)
let e = c + d

实现接口 (swift包含)

仓颉：
sealed interface Integer {}

extend Int8 <: Integer {}
extend Int16 <: Integer {}
extend Int32 <: Integer {}
extend Int64 <: Integer {}

let a: Integer = 123 // ok

Swift:
protocol Integer {}

extension Int8 : Integer {}

let a :Integer = Int8(123)

代数数据类型和模式匹配

仓颉中的枚举定义与使用：

enum BinaryTree {
    | Node(value: Int, left: BinaryTree, right: BinaryTree)
    | Empty
}

func sumBinaryTree(bt: BinaryTree) {
    match (bt) { //match关键字实际是rust语言中的模式匹配关键字。
        case Node(v, l, r) => 
            v + sumBinaryTree(l) + sumBinaryTree(r)
        case Empty => 0
    }
}

Swift中的枚举定义与使用：

indirect enum BinaryTree {
    case Node(value: Int, left: BinaryTree, right: BinaryTree)
    case Empty
}

func sumBinaryTree(bt: BinaryTree) -> Int {
    switch bt {
    case .Node(let value, let left, let right):
        return value + sumBinaryTree(bt: left) + sumBinaryTree(bt: right)
    case .Empty:
        return 0
    }
}

泛型
泛型函数的声明方式几乎一样，尤其是针对泛型类型T的限制，两者都使用where关键字。

仓颉：
func lookup<T>(element: T, arr: Array<T>): Bool where T <: Equatable<T> {
    for (e in arr){
        if (element == e){
            return true
        }
    }
    return false
}

Swift:
func lookup<T>(element: T, arr: Array<T>) -> Bool where T : Equatable {
    for e in arr {
        if (element == e){
            return true
        }
    }
    return false
}

命名参数&参数默认值

仓颉：
func dateOf(year!: Int64, month!: Int64, dayOfMonth!: Int64, timeZone!: TimeZone = TimeZone.Local) {
    
}

dateOf(year: 2024, month: 6, dayOfMonth: 21) // ok
dateOf(year: 2024, month: 6, dayOfMonth: 21, timeZone: TimeZone.UTC) // ok

Swift:
func dateOf(year: Int64, month: Int64, dayOfMonth: Int64, timeZone: TimeZone = TimeZone.current) {
    
}

dateOf(year: 2024, month: 6, dayOfMonth: 21) // ok
dateOf(year: 2024, month: 6, dayOfMonth: 21, timeZone: TimeZone.gmt) // ok

尾随lambda（trailing lambda）

仓颉：
func unless(condition: Bool, f: ()->Unit) {
    if(!condition) {
        f()
    }
}

int a = f(...)
unless(a > 0) {
    print("no greater than 0")
}

Swift:
func unless(condition: Bool, f: () -> Void) {
    if !condition {
        f()
    }
}

unless(condition: true) {
    print("no greater than 0")
}

属性
属性的get/set配置。

仓颉：
x和y是只读的，只有get实现，而color则是可变的，用mut prop修饰，同时具有get和set实现。
class Point {
    private let _x: Int
    private let _y: Int
    private var _color: String

    init(x: Int, y: Int, color: String) {...}

    prop x: Int {
        get() {
            Logger.log(level: Debug, "access x")
            return _x
        }
    }

    prop y: Int {
        get() {
            Logger.log(level: Debug, "access y")
            return _y
        }
    }

    mut prop color: String {
        get() {
            Logger.log(level: Debug, "access color")
            return _color
        }

        set(c) {
            Logger.log(level: Debug, "reset color to ${c}")
            color = c
        }
    }
}

main() {
    let p = Point(0, 0, "red")
    let x = p.x // "access x"
    let y = p.y // "access y"
    p.color = "green" // "reset color to green"
}

Swift:
x和y是只读的，只有get实现，而color则是可变的，同时具有get和set实现。
class Point2 {
    private let _x: Int
    private let _y: Int
    private var _color: String

    init(_ x: Int, _ y: Int,_ color: String) {
        self._x = x
        self._y = y
        self._color = color
    }

    var  x: Int {
        get {
            return _x
        }
    }

    var y: Int {
        get {
            return _y
        }
    }

     var color: String {
        get {
            return _color
        }

        set(c) {
            _color = c
        }
    }
}

    let p = Point2(0, 0, "red")
    p.x = 100 //error
    let x = p.x // "access x"
    let y = p.y // "access y"
    p.color = "green" // "reset color to green"

空引用安全

在仓颉中，对于任意类型T，都可以有对应的可选类型Option。具有Option类型的变量要么对应一个实际的具有T类型的值v，因此取值为Some(v)，要么具有空值，取值为None。

可选类型（Option）是一种 enum 类型，是一个经典的代数数据类型，表示有值或空值两种状态。
在Swift，用来表示变量可空的关键字为Optional.
```
仓颉：
var a: ?Int = None
a?.toString() // None
a ?? 123 // 123
a = Some(321)
a?.toString() // Some("321")
a ?? 123 // 321
```
```
Swift:
var f: Int? = nil
print(f) //nil
print(f ?? 123) // 123
var g = Optional(321)
print(g) //Optional(321)
print(g ?? 123) // 321
```

值类型
仓颉和Swift都使用struct来实现用户自定义的值类型。

仓颉：
struct Point {
    var x: Int
    var y: Int
    init(x: Int, y: Int) { ... }
    ...
}

var a = Point(0, 0)
var b = a
a.x = 1
print(b.x) // 0

Swift:
struct Point {
    var x: Int
    var y: Int
    init(x: Int, y: Int) { 
        self.x  = x
        self.y = y
    }
    
}

var a1 = Point3(x:0,y: 0)
var b1 = a1
a1.x = 1
print(b1.x) // 0

宏

仓颉：
定义一个名为 DebugLog 的宏：
public macro DebugLog(input: Tokens) {
    if (globalConfig.mode == Mode.development) {
        return quote( println( ${input} ) )
    }
    else {
        return quote()
    }
}
使用 DebugLog 宏：
@DebugLog( expensiveComputation() )

Rust:
use proc_macro;

#[some_attribute]
pub fn some_name(input: TokenStream) -> TokenStream {
}

Actor

使用更简洁的语法来实现异步编程、并发编程中的数据竞争问题。

仓颉：
actor Account {
    instance var balance: Int64
    init (x: Int64) { this.balance = f1() }
    instance func performWithdraw(amount: Int64): Unit {
        balance -= amount
    }
    receiver func withdraw(amount: Int64): Bool {
        if (this.balance < amount) {
            return false
        } else {
            this.performWithdraw(amount);
            return true
        }
    }
}

Swift:
注意：这段代码是来自于Swift的官方文档。仓颉的文档示例与swift的文档示例代码基本是一致的，看来仓颉语言应该是参考了Swift语言不少的东西。
actor Account {
	var balance: Int = 20// current user balance is 20
	// ...
	func withdraw(amount: Int) {
		guard balance >= amount else {return}
		self.balance = balance - amount
	}
}

可变性修饰符
可变性修饰符：let 与 var，分别对应不可变和可变属性，

不同点

垃圾收集方案

仓颉使用追踪式垃圾回收，类似于java中的基于可达性分析的垃圾回收算法；Swift使用引用计数法。（Swift有weak关键字）

亮点

管道（Pipeline）操作符

func double(a: Int) {
    a * 2
}

func increment(a: Int) {
    a + 1
}

double(increment(double(double(5)))) // 42

5 |> double |> double |> increment |> double // 42

类型扩展可添加属性

try-with-resources
该特性应该借鉴自java.

try (input = MyResource(),
    output = MyResource()) {
    while (input.hasNextLine()) {
        let lineString = input.readLine()
        output.writeLine(lineString)
    }
}

溢出检查
这个机制使得大多数时候，整数溢出都会及时被感知，避免造成业务隐患。

@OverflowWrapping
func test(x: Int8, y: Int8) { // if x equals to 127 and y equals to 3
    let z = x + y // z equals to -126
}

并发编程

线程创建简单且占用内存量小。使用Spawn关键字来创建新线程。

func fetch_data(url: String) {
    let response = http_get(url)
    process(response)
}

main() {
    let urls = ["https://example.com/data1", "https://example.com/data2", ...]
    let futures = ArrayList<Future<Unit>>()
    for (url in urls) {
        let fut = spawn { fetch_data(url) }  // 创建仓颉线程进行网络请求
        futures.append(fut)
    }
    for (fut in futures) {  // 等待所有仓颉线程完成
        fut.get()
    }
}

无锁并发对象。
运行时库提供了一系列的原子操作对象，尽量让开发者少使用互斥量或者锁来实现线程安全。同时提供的这些原子操作对象，针对多线程操作做了优化，其效率比单纯使用互斥量要高得多。

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