当我们说一种语言是动态类型和静态类型时,这意味着什么?


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静态类型语言(编译器解析方法调用和编译引用):

通常表现更好 更快的编译错误反馈 更好的IDE支持 不适合使用未定义的数据格式 当没有定义模型时,很难开始开发 更长的编译时间 在很多情况下需要编写更多的代码

动态类型语言(在运行程序中做出的决定):

较低的性能 更快的发展 有些bug可能只在稍后的运行时才会被检测到 适用于未定义的数据格式(元编程)

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静态类型语言(编译器解析方法调用和编译引用):

通常表现更好 更快的编译错误反馈 更好的IDE支持 不适合使用未定义的数据格式 当没有定义模型时,很难开始开发 更长的编译时间 在很多情况下需要编写更多的代码

动态类型语言(在运行程序中做出的决定):

较低的性能 更快的发展 有些bug可能只在稍后的运行时才会被检测到 适用于未定义的数据格式(元编程)

静态类型语言

如果一个变量的类型在编译时已知,那么该语言就是静态类型的。对于某些语言,这意味着作为程序员的你必须指定每个变量的类型;其他语言(例如:Java, C, c++)提供了某种形式的类型推断,类型系统推断变量类型的能力(例如:OCaml, Haskell, Scala, Kotlin)。

这样做的主要优点是编译器可以完成所有类型的检查,因此在非常早期的阶段就可以捕捉到许多微不足道的错误。

例如:C, c++, Java, Rust, Go, Scala

动态类型语言

如果一种语言的类型与运行时值相关联,而不是命名变量/字段等,则该语言是动态类型的。这意味着作为程序员,您可以编写得更快一些,因为您不必每次都指定类型(除非使用带有类型推断的静态类型语言)。

例如:Perl, Ruby, Python, PHP, JavaScript, Erlang

大多数脚本语言都有这个特性,因为没有编译器来进行静态类型检查,但您可能会发现自己在搜索由于解释器错误解释变量类型而导致的错误。幸运的是,脚本往往很小,所以bug没有那么多藏身之处。

大多数动态类型语言允许您提供类型信息,但不要求提供类型信息。目前正在开发的一种语言Rascal采用了一种混合方法,允许函数内的动态类型,但对函数签名强制执行静态类型。

类型检查是验证和强制执行类型约束的过程。

静态类型编程语言在编译时进行类型检查。 例如:Java, C, c++。 动态类型编程语言在运行时进行类型检查。 例子: Perl, Ruby, Python, PHP, JavaScript。

不幸的是,术语“动态类型”具有误导性。所有语言都是静态类型的,类型是表达式的属性(而不是一些人认为的值的属性)。然而,有些语言只有一种类型。这些被称为单一类型语言。这种语言的一个例子是无类型lambda演算。

在无类型lambda演算中,所有的项都是lambda项,对一个项执行的唯一操作是将它应用到另一个项。因此,所有的操作总是导致无限递归或lambda项,但永远不会发出错误信号。

However, were we to augment the untyped lambda calculus with primitive numbers and arithmetic operations, then we could perform nonsensical operations, such adding two lambda terms together: (λx.x) + (λy.y). One could argue that the only sane thing to do is to signal an error when this happens, but to be able to do this, each value has to be tagged with an indicator that indicates whether the term is a lambda term or a number. The addition operator will then check that indeed both arguments are tagged as numbers, and if they aren't, signal an error. Note that these tags are not types, because types are properties of programs, not of values produced by those programs.

这样做的单一类型语言称为动态类型语言。

JavaScript、Python和Ruby等语言都是单一类型的。同样,JavaScript中的typeof操作符和Python中的type函数的名称具有误导性;它们返回与操作数相关的标记,而不是操作数的类型。类似地,c++中的dynamic_cast和Java中的instanceof不做类型检查。

下面是一个对比Python(动态类型)和Go(静态类型)如何处理类型错误的例子:

def silly(a):
    if a > 0:
        print 'Hi'
    else:
        print 5 + '3'

Python在运行时执行类型检查,因此:

silly(2)

运行完全正常,并产生预期的输出Hi。只有当有问题的行被击中时才会引发错误:

silly(-1)

生产

不支持'int'和'str'的操作数类型

因为相关的行已经被执行了。

另一方面,Go在编译时进行类型检查:

package main

import ("fmt"
)

func silly(a int) {
    if (a > 0) {
        fmt.Println("Hi")
    } else {
        fmt.Println("3" + 5)
    }
}

func main() {
    silly(2)
}

上述文件将无法编译,并出现以下错误:

无效的操作:"3" + 5(不匹配的类型字符串和int)