关于复制驱动的编程

很久以前，有人用“ entha_saava”句柄在Hacker News上发布了这个问题：

有知识的人可以解释一下Lisp REPL与Python / Ruby REPL有何不同吗？ REPL驱动的开发的区别点是什么？

答案是，存在一种特殊的编程，您可以在运行时通过与之交互来构建程序，并且某些语言和运行时从头开始设计以支持这种编程。

为什么不？这就是entha_saava问题的症结所在，对吗？这些repl驱动的编程系统是什么，什么使它们与Python和Ruby以及其他提供arepl的语言不同？

repl这个词是缩写，代表read-eval-printloop。该术语来自Lisp的历史。从六十年代开始，使用Lisp的标准方法就是启动语言处理器，在其提示下键入表达式，然后等待它评估表达式并打印结果，然后再提示另一个表达式。阅读，评估，打印。循环。

如今，代表们风靡一时。每种语言及其兄弟提供了一个副本。有一个网站repl.it，其目的是提供所有代表。

当然，它实际上并没有提供所有代表。具有讽刺意味的是，它没有提供任何规范的repl驱动开发环境：Common Lisp和Smalltalk。

这使我们回到entha_saava的问题：如果Common Lisp和Smalltalk是repl驱动的环境，而Python和Ruby不是，那么有什么区别呢？ Lisp和Smalltalk有什么Python和Ruby没有的？

他们拥有的是一种语言和运行时系统，它是从头开始设计的，假设您将要通过启动语言引擎并与之交谈，教它如何交互地成为您的程序，并在运行时对其进行更改来开发程序。

我已经听到反对意见的提出。我以前见过。是的，每种带有表示语言的语言都可以在其中执行某些操作。显然是这样；如果不是，那么repl将完全无用。

能够在repl中执行某些操作不会使引擎成为repl驱动的编程环境。老式的Lisp和Smalltalk环境与众不同的是，您可以在repl中进行所有操作。他们对您的工作没有任何不必要的限制；如果语言和运行时可以做到，那么repl可以做到。

例如，您可以通过在repl提示符下评估以下表达式，要求Clozure Common Lisp的当前版本从头开始重建自身：

关键不是您要一直这样一直重建CCL。关键是，REPL的功能没有人为限制。可以从代表那里获得开发系统的全部功能。

这是我在使用更新的，更少内容的回复时首先要注意的事情之一：我总是遇到无法从代表那里完成的事情。

不过，这不仅仅意味着不受限制。正确支持交互式编程意味着该语言及其运行时具有积极的功能，可以在程序运行时对其进行更改。

定义一个函数foo，该函数调用尚未定义的其他函数bar。现在调用foo。怎么了？

显然，对foo的调用会中断，因为未定义bar。但是当它破裂时会发生什么呢？接下来发生什么？

如果您最喜欢的代表是Python或Ruby或其他几十个现代代表，则答案很可能是打印出错误消息并返回其提示。在某些情况下，它可能会崩溃。

这个问题的答案是复制驱动程序设计的“差异点”。在老式的Lisp或Smalltalk环境中，foo中的中断会使您陷入中断循环。

中断循环是功能齐全的副本，具有主副本的所有工具，但它存在于中断功能的动态环境中。在breakloop中，您可以在挂起的调用堆栈上漫游，并检查每个堆栈帧中按词法可见的所有变量。实际上，您可以检查正在运行的程序中的所有实时数据。

此外，您可以编辑程序中的所有实时数据。如果您认为中断是由某个特定变量或字段中的错误值引起的，则可以以交互方式更改它并恢复已暂停的功能。如果现在可以正常工作，那就恭喜！你发现问题了！

而且，由于整个语言和开发系统都是可用的，不受限制，因此在repl中，您可以定义缺少的功能栏，恢复foo，并获得明智的结果。

实际上，这是Lisp和Smalltalk圈子中众所周知的一种编程风格，您可以在其中定义一个顶级函数，并调用尚未存在的其他函数，然后在产生的中断循环中定义这些函数。当您已经知道应该如何执行程序时，这是一种快速的方法。

如果您使用的是老式Lisp或Smalltalk系统，那么这听起来对您来说很明显，但是这种反应并不常见。惊喜更普遍，甚至令人怀疑：有什么收获？

要注意的是，您的语言系统的设计人员必须在规划阶段就考虑到该设施。事实发生后，再将其附加在驱动器上，就不会对它造成干扰。 Breakloop需要以交互的方式完全访问整个开发系统，并且将计算及其调用堆栈挂在breakloop的环境中。

让我们再举一个旨在支持交互式编程的工具示例。再一次，在您最喜欢的副本中尝试以下操作：

定义数据类型。我的意思是一个类，一个结构，一个记录类型-您喜欢的语言支持的任何用户定义的类型。做一些实例。编写一些函数（或方法，过程或任何其他方法）以对其进行操作。

您的语言运行时是否注意到类型的定义已更改？是否意识到现有实例具有新定义？当某个东西碰到其中一个时，它会自动重新初始化它以符合新定义吗？或者，如果它不知道该怎么做，它是否会启动一个中断循环并询问您如何处理？

如果答案是“是”，则说明您使用的是Lisp或Smalltalk系统。如果答案是“否”，那么您就缺少了REPL驱动的开发中的关键要素。

请记住：关键是要以交互方式支持编程。您不希望因为更改了定义而不得不终止程序并从头开始重建程序。真傻添加和更改定义是您的大部分工作！如果您的开发环境将支持交互式开发，则它最好知道在更改某些定义时如何保持程序运行。

老式的Lisp和Smalltalk系统知道该怎么做。还有一些其他类型的系统，大多数是较旧的系统，都知道该怎么做。

这些不是左领域之外的古怪新想法。他们已经存在了半个世纪。它们为交互式开发中的生产力做出了重大贡献。

现在，并不是每个程序员都喜欢这种开发。一些程序员更喜欢将开发视为设计，规划，制作蓝图以及在工作台上组装零件的过程。没什么错。实际上，已经建立了一个数十亿美元的国际产业。

但是，如果您更喜欢交互式开发，如果对您来说更自然，那么它可以使您的工作效率大大提高，更不用说工作中的快乐了。

具有适当的repl驱动环境的交互式开发是例外。大多数编程是通过其他方式完成的。

结果，那里有很多程序员甚至不曾听说过它，甚至不知道它的存在。 我的直觉是，这些程序员中有一部分会喜欢得到良好支持的交互式编程，并且如果他们知道这是什么，他们将从中受益。 也许如果有足够的程序员接触这种编程风格，那么我们将开始看到包含这种编程风格的新工具。