10 种最具影响力的编程语言

前几天，我读了这篇“20种有史以来最重要的编程语言”，这是一张“我刚刚编出来的荒谬的表格”。它之所以荒谬，是因为他列出的“最重要的”语言中包含了 Go，但没有包含 ALGOL、Smalltalk 或 ML。他也没有提到 Pascal，因为它“基本上已经消亡了”。荒谬！这完全违背了“有史以来最重要”的含义。

那么，让我们来讨论一下那些“几乎已经消亡”的语言，以及它们如此重要的原因。

免责声明：是的，不是所有这些都已经消亡了，也不是所有这些都被遗忘了。就像大多数人一样，是听说过 Smalltalk 的，对吧？此外，这可能还会出现上亿个错误，因为当你对 60 年的计算机历史进行调查时，你总会犯一些错误。如果你发现什么错误，可随时大声指责我！

免责声明 2：是的，我知道其中一些是“首个发明”的，而另一些是“首个普及”的。历史很复杂！

探测影响力

在开始之前，先简单介绍一下如何寻找影响力。仅仅知道 X 是首个具有 Z 特性的语言并不意味着 X 实际上影响了 Z。虽然 Absys 可以说是首个逻辑编程语言，但几乎所有的逻辑编程实际上都是源于 Prolog 了，后者是独立开发的。最终，只有一种方法可以确定 X 影响了 Y：引用。这意味着：

• Y 在其参考手册中引用了 X；

• Y 引用了的论文中引用了 X；

• Y 的作者说过“我们受到了 X 的影响”。

引用是可传递的。有时，Q 语言的手册会列出激励性文献 R，其中 R 引用了论文 S 作为灵感，并提到 S 的灵感是从语言 T 那里得到的。那么，我们就知道 T 影响了 Q，即使这个链条有好几个步骤。这意味着需要通过多种途径寻找信源。为了加快速度，我们使用启发式的方法来决定在哪里查找。

一种有效的启发式方法是编程语言的同根词。对于语言来说，独立地提出相同的语法是非常罕见的。因此，如果两种语言某种语法相同，则其中一种可能会影响另一种。例如：即使没有阅读 Matz 的设计决策，我们也知道 Ruby 受到了 Smalltalk 的影响，因为它们都使用 select 方法过滤列表。这不是确凿的证据。也许它是 Matz 独立开发出来的，也许 Ruby 和 Smalltalk 都受到共同祖先的影响。但这给了我们一个开始寻找的方向。

语言

COBOL

背景：CODASYL，1960 年。COBOL 是由计算领域的商业/科学分裂形成的。那时，高级工业语言要么用于工程计算，要么用于管理数据。工程师们都支持 FORTRAN，而商业世界却是一团乱码，充斥着诸如 COMTRAN、FLOW-MATIC 等语言，因此，国防部成立了一个委员会，共同制定了一种通用的商业语言。那就是 COBOL。

COBOL 与 ALGOL、FORTRAN 和 LISP 一起构成了四种“母”语。今天，虽然我们认为它是小语种，但它曾经是世界上最流行的语言。我们的许多遗留商业系统仍然在其上运行着。

重要意义：就语法和语义而言，我们在现代计算中很少看到 COBOL 了。 COBOL 最重要的附加功能是提出了记录数据的概念。在 FORTRAN 和 ALGOL 中，唯一的数据结构是静态数组。但是，在 COBOL 中，我们可以读取包含分层数据的结构化文件，它会自动将这些文件解构为代表变量。它是现代结构体的先驱。

消亡原因：这里有两个因素。一：COBOL 与其他 PLT 所做的工作没有重叠。很少有人会基于 COBOL 进行构建。这意味着，建立在祖先教训之上的第二代或第三代语言几乎没有 COBOL 基因了。这不是 COBOL 的本质问题，更多的是因为学术界对 COBOL 的创建过程不屑一顾。CODASYL 是一个商业团体，显然它不值得关注（1）。即使是对于今天的语言来说，COBOL 也是非常复杂的。这意味着 COBOL 编译器在微型计算机和微型电脑上落后于同时代的编译器，为其他语言的繁荣并最终超越它提供了空间。

ALGOL

背景：ALGOL 委员会，1960 年。ALGOL-58 早在两年前就问世了，但很快就被取代了，因此我将它们组装在一起。该委员会想为算法研究提供一种良好的语言。换句话说，ALGOL 是一种形式化的“伪代码”。

在四种母语中，ALGOL 是最早“消亡”的语言。大家仍然知道 LISP（2） ，COBOL 仍然为大量的遗留系统提供支持，并且大多数科学软件包仍然具有 FORTRAN。但是我见过很多程序员，他们甚至都没有听说过 ALGOL。你可能会认为它是最不重要的母语了，但事实恰恰相反。在这四种母语中，只有 LISP 可以与 ALGOL 的普遍重要性相提并论。

重要意义：让我们来看一下：词法作用域、结构化编程、嵌套函数、形式化语言规范、按名称调用语义、BNF 语法、块注释……今天的每一种现代语言都深受 ALGOL 的影响。

消亡原因：ALGOL 是一种研究语言，而不是商业语言。它是专为算法研究而设计的。规范没有定义任何 I/O，这使得它在实践中无法使用。当然，你可以编写一个编译器扩展，但是你还需要添加更多其他的东西。

人们就是这么做的。 1960 年，有 70 人通过用 I/O 和额外的数据结构来扩展 ALGOL，开发了大量的类似 ALGOL 的语言。这包括 JOVIAL、SIMULA、CLU 和 CPL。后来的语言都是基于这些类 ALGOL 语言而不是直接基于 ALGOL 进行扩展的。我们称 C 为“类 ALGOL（ALGOL-like）”，但实际上它是“类 BCPL（BCPL-like）”，也就是“类 CPL（CPL-like）“，即为类 ALGOL。 ALGOL 的孩子们把它埋没了。

最终，ALGOL 人试图将其扩展到 ALGOL-68，而 ALGOL-68 完全脱离了 ALGOL-60，但它并没有获得那么大的影响力。 ALGOL-60 的血统通过 Nikolaus Wirth 的 Pascal 仍在延续。

APL

背景：Ken Iverson，1962 年。最初它是一种用于数组数学的手写表示法，后来 IBM 将其作为编程语言使用。作为一种语言，APL 专注于数组处理：它能够精确地处理大数字块。

如果你以前曾听说过 APL，则可能知道它是“那种奇怪的符号语言”。最臭名昭著的代码片段之一就是这个“生命游戏（the Game of Life）”的实现：

life←{↑1 ⍵∨.∧3 4=+/,¯1 0 1∘.⊖¯1 0 1∘.⌽⊂⍵}

必须使用专用的键盘来编写它，就像这样：

APL 键盘（来源）

尽管如此，APL 因其内存需求低而在大型机上广受欢迎。

重要意义：数组处理。每次将两个数字列表相加就意味着需要一个映射或一个循环，APL 引入了同时操作整个数组的概念。例如：

   1 + 1 2 3 42 3 4 5   1 2 3 4 + 1 2 3 42 4 6 8   2 4 ⍴ ⍳81 2 3 45 6 7 8   1 2 3 4 +[2] 2 4 ⍴ ⍳82 4  6  86 8 10 12

这在科学界确实是一件大事。如此多的应用数学都可归结为对大型矩阵的大规模运算。当你可以把外部产品 ∘.f ，外部产品就很容易拿到了！

通过这一创新，APL 引出了 R、numpy、pandas、Matlab 等。APL 的直系后代还包括：J、Dyalog、K、Q。它们虽然没有那么成功，但在金融领域仍然有大量的应用。

消亡原因：很明显，问题在于键盘。如果你无法使用 ASCII 进行编写，那么你就不能编写太多的内容。Iverson 用 J 修复了该问题，J 使用了有向图来代替不同的符号。编写~:，而不是≠。不过，那是在 1990 年，要普及一种完全不同的编程风格还是为时已晚了。

更微妙的问题在于，APL 和 J 仅适用于同构数据的处理。不能将字符串和数字都存储在同一个数据结构中（除非你使用 box，这是一个完整的“蠕虫罐头”），并且处理字符串通常是一场噩梦。因此没有数据帧，这就将许多现代数据科学排除在外了。

扩展阅读：作为思想工具的符号。

BASIC

背景：John Kemeny，1964 年。最初它是一种简化了的类 FORTRAN 语言，旨在帮助工程技术以外的人们使用计算机。

BASIC 的真正腾飞是在微型计算机时代。最初的微型计算机没有足够的内存来编译“真正的”编程语言，而我们可以把 BASIC 编译器精简到大约 2 KB。 BASIC 成为了早期程序员的通用语言。在 20 世纪 70 年代，如果你在家编程，那么你可能是在微型计算机上编写 BASIC。

10 PRINT "Hello, World!"20 END

重要意义：其最大的技术影响力在于运行时解释器。 BASIC 是首个具有实时解释器（the Dartmouth Time Sharing System，达特茅斯时间共享系统）的语言，领先了 APL 一年。而且 APL 系统仅面向 IBM 客户，因此，在很长一段时间内，实时解释器就是 BASIC 的，或是不存在的。（3）

BASIC 有更大的社会影响力。它为家庭，尤其是孩子们带来了编程。 在 80 年代和 90 年代，许多有影响力的程序员首先学习的都是如何使用 BASIC 编程。许多企业程序也是用 BASIC 编写的，这可能加速了 Cobol 的衰落。

BASIC 还有一个妙招：Office 工具！微软最终将 BASIC 变成了 Visual Basic，并将其用作 Office 的宏语言。之后，将它扩展到了 OpenOffice 和 LibreOffice，从而巩固了 BASIC 在特定利基市场的地位。最近，它已被 JavaScript 取代，现在成为了一种遗留的宏语言。

消亡原因：人们认为 BASIC 是一种“次要”的语言。如果你是个小孩或小企业主，你可能会使用它，但是真正的程序员使用的是真正的语言。一旦制造商可以廉价地制造出具有超过 16k 内存的微型计算机时，他们就开始会为了 Pascal 和 C 而贬低 BASIC 了。

BASIC 作为一种遗留的语言教学方式在孩子们的生活中延续了一段时间，但似乎也已经消失在这个利基市场之外了。

PL/I

**背景：IBM，1966 年。IBM 的业务被分成两种语言：科学家使用 FORTRAN，商业人士使用 COMTRAN。面对来自 COBOL 的竞争，为了简化系统，他们试图开发一种对工程和商业都有用的语言。它看起来像是两种语言的超集，在顶部还添加了许多附加功能。（4）**现在每个人都可以使用相同的语言了，并且 IBM 可以赚很多钱！耶！

重要意义：ALGOL-68 的作者嘲笑 PL/I，将其称为过时的语言。但是 ALGOL-68 所做的每件事情，PL/I 都能做得更快更好。虽然 COBOL 是首个提出结构化数据的，但 PL/I 是首个将其作为类型实现的语言。在 COBOL 中，使用名称读取用户会用到两个全局变量：user 和 name。在 PL/I 中，可以使用一个带有 user.name 字段的变量。 PL/I 还是首个使用了指针操作直接内存、使用了常量和函数重载的高级语言。（5）

这些概念中有许多是通过 C 进入主流编程的，C 是 BCPL 和 PL/I 的结合体。 C 甚至使用了 PL/I 的注释语法。

消亡原因：所有的 FORTRAN 程序员都认为它太像 COBOL 了，而所有的 COBOL 程序员都认为它太像 FORTRAN 了。 IBM 曾试图用一种语言来处理这两种既定的语言，但这种语言要复杂得多。他们是唯一使用编译器的团队，但这也无济于事，这意味着其他所有人都不信任厂商锁定。当 IBM 能够在这两个问题上取得进展时，更广阔的计算世界已经进入到了微型计算机时代，在那里 PL/I 被 BASIC 淘汰了。

扩展阅读：PL/I的选择。

SIMULA 67

背景：Ole Dahl 和 Kristen Nygaard，1967 年。他们扩展了 ALGOL 来进行仿真。首先，他们开发了 SIMULA I，它具有专用的仿真器和“活动”语法。 SIMULA I 获得了一些早期的应用，但是两人对该语言的“专业化”程度以及在仿真中存在的大量重复代码感到不满。他们希望创建一个更通用的框架来表示一般事物，而不仅仅是仿真。

他们的想法是允许用户使用多态函数解析来定义称之为“类”的新类型。然后，用户可以将仿真特性作为对象系统中的一个特例来进行构建，从而用户就可以轻松根据自己的特定需求来定制对应的仿真特性了。

重要意义：虽然 SIMULA 并不是首个“真正的” OOP 语言，但它是首个具有适当对象的语言，并为其他语言的构建奠定了基础。这包括类/对象的拆分、子类、虚拟方法和受保护的属性等。 它几乎启发了所有 1967 年之后的关于对象的学术研究。CLU 和 ML 都将 SIMULA 作为其主要灵感的来源。 Bjarne Stroustroup 在 SIMULA 上完成了他的博士学位，最终将它的许多思想整合到了 C ++中。

消亡原因：在同一份博士论文中，Stroustroup 声称 SIMULA 太慢了，无法大规模使用。 “如果你不在大型机上工作，那么祝你一切顺利”。值得一提的是，Smalltalk-80 采用了同样的思路，甚至更进了一步，它在背后还附加了 13 年的摩尔定律。甚至 Smalltalk 也常常被嘲笑太慢了。每个人都在 SIMULA 中实现了他们可以集成到更快、更简单的语言中的想法。

扩展阅读：编译SIMULA：技术起源的历史研究，《SIMULA的历史》。

Pascal

背景：Niklaus Wirth，1970 年。在 ALGOL-68 的结构变得过于复杂，而不适合 Wirth 的喜好之后，他抓住了 ALGOL-60 的精髓从而开发了 Pascal。Pascal 最初是作为“ CS 入门”语言而发展起来的，到 80 年代初，它已成为了 Usenet 工作板上第二受欢迎的语言。Wirth 认为整个 Pascal、Modula、Oberon 家族是一个统一的语言概念。

重要意义：Pascal 没有引入任何全新的观点。它是一种刻意保守的语言，它试图挑选出过去十年最好的部分，并以一个统一的包来提供它们。 Pascal 将 ALGOL 语法带出了学术界，以至于 ALGOL 的赋值语法 :=被称为“Pascal 风格”。从这一点上来看，大多数看起来像 ALGOL 的语言特性很可能是受 Pascal 启发的，而不是直接受 ALGOL 本身启发的。

尽管 Pascal 并不是很有创意，但它的变体却很有创意。Wirth 还率先提出了“逐步细化”的概念，以作为编写严谨软件的一种手段。这最终导致了 Modula（推广了一级软件模块）和 Euclid（首个用于生产的形式化验证语言）的产生。

消亡原因：我在此称之为“加击”。与这个列表中的大多数其他语言不同，Pascal 没有重大的结构化障碍，也没有强有力的竞争对手。当然，它与 C 存在竞争关系，但在很长一段时间里，它仍然表现良好。人们通常将其归因于“为什么Pascal不是我最喜欢的语言”这篇论文，但这个答案太简洁了，而历史要复杂得多。另外，Delphi 在 TIOBE 和 PYPA 度量中仍然排名很高，因此它并没有像 SIMULA 一样完全消亡了。对 Pascal 陨落的准确分析比本文其余部分还要长的多。

扩展阅读：编程语言Pascal，Pascal及其继承者。

CLU

背景：Barbara Liskov，1975 年。Liskov 想要处理抽象数据类型。它就这样产生了。这就是 CLU 的全部原因。

重要意义：CLU 可能是人们从未听说过的最有影响力的语言。迭代器？ CLU。抽象数据类型？CLU。泛型？ CLU。异常检查？ CLU。

我们并没有采用相同的术语，因此它并不是 100％都来自于 CLU，但仍然如此。未来十年的每种语言规范都是对 CLU 进行命名的。 CLU 做了很多。

消亡原因：CLU 是一种展示性语言。Liskov 想让人们接受她的想法，而不是这种特定的语言。他们做到了：如今几乎所有的语言都应归功于 CLU。她一完成 CLU，便转到了 Argus，该项目本来是为了展示她关于并发的想法。它并没有采用几乎相同的方法，而且留下了很多需要挖掘的东西。

扩展阅读：CLU的历史

ML

背景：Robin Milner，1976 年 6 月，Milner 正在构建 LCF 校准器，这是首批校准器助手之一。如果采用正确的格式编写了一份证明，LCF 可以检查出它是否正确。为了帮助撰写证明，Milner 创建了一个基于健全数学形式的元语言，这在当时意味着严格的静态类型和高阶函数。最终，ML 被标准化为 Standard ML。

重要意义：ML 可以说是最古老的“代数编程语言”。有很多东西可以归因于 ML：代数数据类型、模块、类型化函数式编程。令人惊讶的是，它并不是第一次这样做的！设计第一个 ML 只是为了配合 LCF 的使用，它并不是一种通用语言，因此缺少了许多这类特性。随着人们开始更广泛地使用它，他们从其他研究语言中汲取了一些想法并将其纳入 ML。不过，一个非常重要的概念确实源于 ML：类型推断。 ML 是首个无需键入类型的静态类型语言，因为编译器会为你找出相应类型。这为类型化 FP 逃离学术界并进入生产应用铺平了道路。

ML 还极大地影响了现代定理的校验。 Isabelle、CVC3 和 Coq 的“程序”语言都是基于 ML 的。尽管近年来，FP 的 Haskell 分支变得越来越流行，但很多类型理论都是基于 ML 的。（7）

消亡原因：ML 具有许多有趣的特性，但人们关注它仅是因为它的类型推断。当时 ML 仍然是一种专用于定理校验的语言。 SML 与 Haskell 在同一年问世，Haskell 是一种“更纯粹”的类型化 FP 语言示例。

Smalltalk

背景：Alan Kay，1972 年、1976 年和 1980 年。这有一个不断变化的目标。 Smalltalk-72 是首个，Smalltalk-76 将“面向对象编程”的概念引入到了更广阔的世界，而 Smalltalk-80 则被广泛采用。

Smalltalk 不是首个使用对象的语言，但它是首个提出“面向对象”的语言。区别在于，Simula 除了具有数字和布尔值等基本类型之外，还具有其他的对象，而在 Smalltalk 中，布尔值也是对象。如果你想了解更多，可以查看我写在这里的内容。

重要意义：我们有时认为 Smalltalk 是“真正的” OOP，而 Java 和 Python 之类的语言并不是“真正的” OOP，但事实并非如此。就像其他范式一样，OOP 是一个由许多不同影响所组成的巨大的混合体。但 Smalltalk 无疑是推广这一概念。如果你翻开 80 年代中期或 90 年代初期的任何一本关于 OOP 基础理论的书籍，它们都是建立在 Smalltalk 上的。许多人还将 Smalltalk 示例转换为 C++，少数人将使用另一种语言，但每个人都会使用 Smalltalk。

Smalltalk 还传播了对象可作为共享数据的概念，从而导致了 CORBA 的出现，并启发创建了可计算 Actor 模型。

消亡原因：人们普遍认为 Smalltalk 衰落，是因为人们改用了 C++。但这并不是真的。 Smalltalk 确实有一些问题，特别是它很难与其他工具交互，并且运行时性能很差。但是，即使到了 1990 年代，Smalltalk 仍在做着受人尊敬的生意，许多人认为它将成为一种占主导地位的商业语言。

Java 的发展趋势：

（来源）

Smalltalk 并不是“Javapocalypse”的唯一受害者：Java 还边缘化了 Eiffel、Ada95 以及 OOP 世界几乎所有的其他语言。一个有趣的问题不是“为什么 Smalltalk 会消亡”，而是“为什么 C++能够生存”。我认为这是因为 C++具有更好的 C 互操作性，因此能更容易地扩展到遗留系统中。

总结

这只是已消亡的重要语言中的一小部分。我没有涵盖 ALPHARD、ALTRAN、Argus、Automath、BCPL、COMTRAN、CPL、Eiffel、FLOW-MATIC、HOPE、Hypercard、ISWIM、JOVIAL、MacSyma、Mesa、Miranda、Multics Shell、PLANNER、SMP、Sketchpad 或 SNOBOL 。它们都以自己的方式为现代编程领域做出了贡献。历史是复杂的。

最具影响力的语言从未成为主流。很少有人会使用它们中的任何一个。但是每一种语言都鼓舞了人们，也鼓舞了其他人，因此这些被遗忘的语言的基因在它们被遗忘了几十年后才显现出来。但也有不计其数的语言没有把它们的想法表达出来。 《编程语言百科全书》列出了 8,000 多种编程语言。它们中的许多想法从未消失。想想如果没有人听说过 SIMULA，或者 Liskov 从未分享过 CLU，我们将会损失多少东西。

这就是我喜欢研究历史的原因之一。去了解我们丢失了什么并重新将其找回来。

这篇文章的初稿最初是在我的时事通讯上分享的。如果你觉得它很有趣，为什么不订阅它呢？

感谢Miikka Koskinen、Kevlin Henney、Eric Fischer 和 Levi Pearson 对本文更正和反馈。

备注

1. 这很讽刺。

2. 不管怎样，人们都知道 Lisplikes，足够接近了。

3. 究竟是 BASIC 还是 JOSS 是首个尚存争议，因为它们几乎是在同一时间开发的，而且都分阶段推出的。但是 JOSS 只有几百个用户，对现代语言几乎没有影响。

4. 请注意，PL/I 读作“Programming Language One”，而不是“Programming Language Eye”。I 应该是罗马数字。

5. PL/I 实际上将这些称为“泛型函数”，但其实现与重载相同。PL/I 没有任何抽象数据类型的概念，而这种抽象数据类型出现是十年之后的事情了。

6. 这里的时间轴有点奇怪。人们说它是在 1972-73 年出版的，但他们在 1977 年时提交 POPL 论文时，声称它时在“两年前”可用的。

7. Haskell 从 HOPE 和 Miranda 那里获得的收益比 ML 还要多。

原文链接：

https://www.hillelwayne.com/post/influential-dead-languages/