Синтаксис и семантика, простота и сложность

Этот пост - нечто вроде ответа на комментарии (см. "О сайте compilerjobs.com") насчет синтаксической сложности C++ и трудностях его освоения.

Очевидно, при разработке C++ перед Страусом стояли два неотменимых предусловия. Во-первых, обеспечить совместимость с Си и, в частности, добиться стилистической преемственности с языком-предшественником (впрочем, я вполне допускаю, что эта самая стилистическая преемственность подразумевалась по умолчанию - складывается впечатление, что эта братия из AT&T просто не могла представить, что можно придумать что-то получше, чем их птичий язык...) И во-вторых, отразить в языке как можно больше потребностей программистов и - что даже важнее - постараться предупредить все возможные ситуации, когда то, что они придумали, окажется в противоречии с обстоятельствами реального программирования. В этом смысле очень интересно сравнить первоначальные, абсолютно умозрительные наброски "шаблонных" конструкций из "Зеленой книги" (Язык Си++ с комментариями, "Мир", 1991), когда никто, включая Страуса, даже не пробовал их использовать, и окончательный вид главы 14 Стандарта... После того, как было решено включить в Стандарт STL Степанова, в шаблоны было сделано громадное количество усовершенствований и поправок - от принципиальных до самых что ни на есть мелких, которые вот именно пытались учесть и предвосхитить все возможные будущие проблемы. Еще и не все внесли, можно было кое-что добавить...

(С моей точки зрения, оба предусловия достаточно надуманы, но я сейчас не буду обсуждать, что бы произошло, если бы проект C++ исходил изболее серьезных предпосылок.)

Так вот, я утверждаю, что находясь в рамках указанных предусловий, было попросту невозможно придумать синтаксис, хоть немного более простой и элегантный, нежели мы имеем сейчас. Попробуйте хоть что-нибудь упростить в шаблонах! Получится либо отсечение функциональности (в противоречии со вторым предусловием), либо проблемы с STL, либо отход от стилистики Си.

В этом смысле очевидно, что философия Страуса не просто радикально отличается от философии Вирта - они лежат в разных плоскостях. Если Вирт стремился сделать язык изначально ясным и простым, пусть ценой отсутствия тех или иных возможностей, то Страус, наоборот, пытался предусмотреть все мыслимые потребности (включая вкусовые пристрастия "цвета программистской элиты" в лице упертых юниксоидов) и предугадать всевозможные проблемы реального программирования.

Я, кстати, вовсе не считаю, что кто-то из них безусловно прав, и не принадлежу ни к какому "лагерю". Для меня вполне очевидно, что C++ спроектирован в целом неудачно, он несбалансирован, избыточно сложен и стилистически безвкусен. При этом я считал и продолжаю считать, что эта самая сложность есть не какой-то умственный заскок неких злонамеренных извращенцев, а адекватное отражение объективной сложности программирования. Прошу прощения за самоцитату, но "Задачи, решаемые современными программными системами, очень и очень сложны. Для их создания приходится использовать адекватные инструменты, которые не могут не соответствовать сложности и ответственности задач и потому объективно не могут быть простыми".

С другой стороны, Оберон, будучи сам по себе замечательно простым и элегантным (правда, Оберон, в отличие от плюсов, можно сделать еще элегантнее), не сильно помогает в борьбе с этой самой предельной сложностью современных программных систем. Чем сложнее Оберон-программа, тем яснее становится видно, что лаконичность языка на практике означает его низкий уровень: отсутствие в нем тех или иных возможностей оборачивается избытком низкоуровневых деталей в программах, и для борьбы со сложностью у программиста по существу, имеется только старый как мир процедурный механизм, да понятие модуля, чего совершенно очевидно недостаточно.

Так что ни один из этих подходов я в полной мере не разделяю. И если когда-нибудь наступит период хотя бы относительного финансового благополучия, и надо мной не будет висеть срочная работа, и другие обстоятельства сложатся благоприятным образом (я капризен, к сожалению и стыду...), то я обязательно попытаюсь описать и, возможно, реализовать язык, который кажется мне оптимальным компромиссом между чрезмерной сложностью C++ и чрезмерной же простотой Оберона. И, конечно, мой язык будет гораздо элегантнее обоих :-). Я даже название ему придумал: Zeppelin. И логотип: контур двухгрифовой гитары Джимми Пейджа в овале, повторяющем форму дирижабля. (много смайликов)

Возвращаясь к замечанию в одном из комменатриев: да, я считаю, что несмотря на кажущуюся сложность синтаксиса иных языков, нормальный более-менее опытный программист не просто должен выучить этот "сложный" синтаксис не меньше чем за неделю, но и вполне в состоянии это сделать. Надо только не лениться :-).

И благодарите Бога, что мы говорим сейчас о "нормальных" языках: попытайтесь хотя бы отделить синтаксис от семантики, скажем, в языке Haskell...

Вдогонку

К вопросу об "элегантности" C++ и о стиле программирования, им навязываемом.
Вспомнил, как несколько лет назад (в 2002 году, кажется) в ETH случился "симпозиум по языкам программирования". Под этим громким названием скрывались всего три доклада, однако они и их авторы стоили иной многодневной конференции: выступали Страуструп, Дал (автор Симулы) и Вирт.

Так вот, Страуструп в своем выступлении на нескольких простых примерах показывал специфические приемы программирования с использованием шаблонов. Это было что-то связанное с выявлением семантических ошибок в шаблонах на этапе компиляции (известно, что шаблоны в нынешнем виде не предусматривают почти никакого статического контроля правильности подстановок: вместо типового параметра может подставляться, вообще говоря, любой тип.) Примеры были просто чудовищно корявые: при "неправильной" настройке шаблона компилятор должен был выдавать некую диагностику, совершенно не относящуюся к существу допущенной ошибки, и предлагалось именно по появлению этой диагностики судить об ошибке. У меня где-то остались слайды, если найду - выложу парочку.

(Уж не говоря о том, что примеры эти, как и в его книге, были набраны пропорциональным шрифтом и вдобавок курсивом. Как хотите, но в этом одном мне видится явное извращение...)

Кто-то из озадаченно молчащего зала растерянно заметил что-то насчет крайней неудобочитаемости (в подтексте звучало: нелепости) примеров. Страус отреагировал: ну, это не проблема, программисты к такому стилю быстро привыкают.

Ну что тут скажешь...