что можно делать с помощью программирования
Придумают же! Самые крутые фишки языков программирования
Всё самое интересное: от расширений до постепенной типизации.
Джереми Грифски
(Jeremy Grifski)
Программист-энтузиаст. Получает докторскую степень в области инженерных наук, хочет стать преподавателем. Любит писать о коде. Сайт автора: The Renegade Coder.
Фулстек-разработчик. Любимый стек: Java + Angular, но в хорошей компании готова писать хоть на языке Ада.
Я давно пишу серию статей «Примеры программ на каждом языке». За это время я успел пощупать с полсотни языков программирования и хочу поделиться их самыми прикольными фишками.
Интересных особенностей так много, что мы решили растянуть удовольствие и разбили перевод на две статьи. В этой части:
А вторая часть статьи ждёт вас тут.
Методы расширения
Одна из самых прикольных фич, которые я для себя открыл, — это расширения. Впервые я столкнулся с ними, когда кодил Hello World на Kotlin. Конечно, в такой простой программе они не пригодились, зато я узнал, что они существуют.
Расширения позволяют добавлять новые методы к существующим классам, не расширяя сами классы.
Представьте, что нам очень нравится класс String в Java, но мы хотим сделать его ещё лучше, добавив новый метод. Единственный способ сделать это — создать свой класс, который расширяет String:
Создать такой класс не получится, потому что String в Java — финальный класс, его нельзя расширять.
Между тем в Kotlin достаточно написать метод, который напрямую расширяет класс String:
Теперь каждый раз, когда мы создаём экземпляр String, мы можем обратиться к его методу mutate, как будто это обычный публичный метод класса String.
Конечно, у расширений есть и недостатки. Представьте, что произойдёт, если к стандартным методам класса String добавят метод с тем же именем mutate. Наверняка в вашей программе возникнет какая-нибудь хитрая ошибка. Но не думаю, что такие совпадения случаются часто.
Макросы
Другая классная фишка языков программирования — макросы. Я столкнулся с ними, когда писал Hello World на Rust. Ведь вывод в консоль на Rust реализован именно в виде макроса.
Объяснение получилось довольно мутным — поэтому рассмотрим пример на Rust:
Этот код взят из исходников самого Rust. Как видите, в макросе print используется одно сопоставление с образцом, которое принимает любое число аргументов и пытается перед выводом привести их к подходящему виду.
Если сопоставление с образцом даётся вам трудновато, возможно, стоит получше изучить регулярные выражения — у них похожий синтаксис.
Вы наверняка заметили, что работать с макросами не так-то просто. Их трудно писать и так же сложно отлаживать. В документации по Rust макросы и вовсе называют крайним средством, использовать которое можно редко и только по рецепту 🙂
Автоматические свойства
Я узнал о них, когда разбирался с C# (см. статью «Hello World на C#»).
Допустим, у нас есть класс Person и мы хотим добавить в него поле name: у людей есть имена, так что всё логично. Вот как это будет выглядеть на Java:
Теперь, если мы захотим заполнить имя, то нам, вероятно, придётся написать общедоступный метод (с модификатором public). Тогда мы сможем обновить приватное поле. Именно такие методы чаще всего называют сеттерами — ведь они устанавливают ( set) свойство объекта. Однако официально они называются мутаторами (mutator methods).
На Java код для создания мутатора выглядит так:
Мы написали уже шесть строк кода, но даже не можем получить значение переменной name вне класса. Чтобы это сделать, нужно написать геттер, или метод доступа:
С автоматическими свойствами мы пишем всего одну строку кода для каждого поля, которое хотим открыть другим классам, — и это здорово! Без такой фичи нам пришлось написать шесть строк.
Опциональные цепочки
Наш новый герой — необязательное связывание, или цепочки опциональных вызовов (optional chaining). Я впервые столкнулся с ними, когда писал Hello World на Swift. Для приветствия миру эта фича не пригодилась, но познакомиться с ней было интересно.
Понять, что такое цепочки опциональных вызовов, нам помогут необязательные переменные. Для начала разберёмся с ними.
В Swift переменные не могут быть пустыми. Иными словами, они не могут хранить значение NIL — по крайней мере, напрямую. И это отлично, потому что так мы уверены, что любая переменная содержит какое-то значение.
Конечно, иногда нам необходимо передать в переменную NIL. К счастью, Swift позволяет это сделать с помощью необязательных переменных. Они оборачивают реальное значение (в том числе NIL) в контейнер, из которого это значение потом можно будет извлечь:
В этом примере мы объявляем необязательную строковую переменную и присваиваем ей значение «Hello, World!». Мы знаем, что в переменной лежит строка, и можем безо всяких проверок на NIL извлечь её и вывести на печать.
Конечно, извлекать значение вот так, безо всяких проверок, — плохая практика. Здесь я пренебрёг этим правилом, чтобы не усложнять пример.
Концепцию необязательных значений также применяют к вызовам методов и полям. В этом случае речь как раз идёт о цепочках опциональных вызовов. Представьте, что у нас есть длинная цепочка вызовов методов:
В этом примере мы получаем из командной строки какое-то строковое значение и делим его на отрезки, ограниченные дефисами (-). Потом берём пятый из этих отрезков-строк и получаем из него седьмой по счёту символ. Если вызов хотя бы одного из трёх методов завершится неудачно, вся наша программа обрушится.
С необязательным связыванием мы можем перехватить значение NIL в любом месте цепочки и обработать его. Тогда вместо сбоя мы получим значение important_char, равное NIL. Как по мне, это гораздо лучше, чем иметь дело с пирамидой смерти (the pyramid of doom).
Когда аргументами функций становятся другие функции, внутри которых тоже есть функции, может получиться что-то такое (пример на псевдокоде):
Код функций принято записывать со смещением вправо — так проще понять, какой текст к какой функции относится. В итоге код действительно напоминает пирамиду.
Если уровней вложенности очень много, то вершина пирамиды уезжает далеко вправо. Читать, а тем более поддерживать такой код — смерти подобно 🙂
Лямбда-выражения
Без лямбда-выражений этот список был бы неполным. Лямбда-выражения — не новая концепция (смотрите «Hello World на Lisp»), они даже старше компьютеров. И всё же их продолжают добавлять в современные языки программирования — даже в такие проработанные и устоявшиеся, как Java (в Java лямбды поддерживаются с 8-й версии; она вышла в 2014 году. — Пер.).
Честно говоря, сам я впервые услышал про лямбда-выражения три или четыре года назад, когда изучал Java. Тогда я толком не понял, что в них интересного, — да и не особенно пытался узнать.
Однако пару лет спустя я начал писать на Python, а в нём куча библиотек с открытым исходным кодом, которые вовсю используют лямбда-выражения. Так что в какой-то момент мне всё-таки пришлось с ними подружиться.
Если вы не слышали о лямбдах, то, возможно, знаете хотя бы об анонимных функциях. Лямбды — это почти то же самое, но с одним отличием: их можно использовать как данные. А точнее — упаковать лямбда-выражение в переменную, а потом обращаться с ним как с обычными данными. Например:
Тут мы создали функцию, сохранили её в переменную и вызвали, как любую другую обычную функцию. Фактически можно даже создать функцию, которая будет возвращать другие функции — то есть динамически генерировать функции.
Постепенная типизация (gradual typing)
Если вы хоть немного программировали, то, вероятно, знакомы с двумя основными видами типизации: статической и динамической. Только не путайте эти понятия с явной и неявной типизацией, а ещё с сильной и слабой типизацией. Это всё абсолютно разные вещи.
При статической типизации тип переменной известен и проверяется во время компиляции, а при динамической — определяется во время выполнения в зависимости от значения переменной.
При явной типизации задаётся тип каждой переменной. Это частный случай статической типизации. При неявной типизации типы указывать не обязательно.
При сильной типизации преобразуются один в другой только совместимые между собой типы. Например, в сильно типизированном языке нельзя без явных преобразований передать в подпрограмму строку, если параметр подпрограммы объявлен с числовым типом.
Слабо типизированные языки относятся к совместимости типов более свободно. Например, в JavaScript можно складывать строку с числом. Ошибок не будет, просто число преобразуется в строку.
Пересечение между статической и динамической типизацией называется постепенной (gradual) типизацией. И для меня это одна из самых крутых фишек в языках программирования. Пользователь сам указывает, когда ему нужна статическая типизация, а по умолчанию действует динамическая.
Во многих языках постепенная типизация реализуется через объявления типов (как в явно типизированных языках):
Это функция на Python, у которой явно указаны типы входного и выходного параметров (у обоих тип float. — Пер.). Но можно обойтись и без объявления типов:
Теперь ничто не помешает передать в эту функцию вообще всё что угодно. Однако первый вариант реализации позволяет статически проверять типы — встроенными в IDE инструментами статического анализа или какими-то внешними утилитами. Я бы сказал, что это беспроигрышный вариант.
Что дальше
В следующем выпуске вас ждут множественная диспетчеризация, неизменяемость значений и даже встроенный ассемблер. А пока можно узнать больше про лямбда-выражения, виды типизации, языки программирования Python и Java.
обложка: Альберто Блинчиков для Skillbox Media
Какой язык программирования учить прямо сейчас: 9 самых востребованных
Самые востребованные языки программирования
Язык программирования — это набор лексических, синтаксических и семантических правил, которые придумали люди, чтобы создавать программы. Изучить язык до начального уровня можно за 6–10 месяцев, но если ошибиться с выбором, язык может устареть, а вы потеряете время и деньги.
Чтобы отслеживать востребованность языков программирования, компании составляют специальные рейтинги. Преподаватель онлайн-школы цифрового творчества и программирования для детей «Кодабра» Николай Ведерников выбрал языки, которые занимают высокие места в рейтингах TIOBE и IEEE. В первый рейтинг попадают языки, на которых написано больше всего строк кода, для второго используют чуть больше критериев. Например, популярность на сайтах для поиска работы, упоминания в сервисах для программистов и соцсетях.
Самые востребованные языки программирования:
Стоит ли учиться программированию на C
C — один из самых старых и популярных языков программирования. Он «легкий» и быстрый, поэтому его используют там, где нужна высокая производительность. Например, для создания драйверов, операционных систем или ПО для микроконтроллеров. При этом C сложно изучить — многое приходится писать с нуля. Если сравнивать языки программирования с автомобилями, то C — гоночный болид, неудобный на городских дорогах, но очень быстрый.
Где используют. С помощью С создают драйвера, пишут ядра операционных систем, а также пишут библиотеки для Python и других языков.
Сколько платят программисту. В Москве разработчик на C получает в среднем от 100 тыс. до 250 тыс. руб. В других городах зарплаты меньше — от 50 тыс. до 200 тыс. руб.
Зачем изучать обычным людям. С — это не тот язык, на котором можно легко написать приложение для смартфона или программу для умного дома. Но с него можно начать изучение языков программирования. Учиться непросто, но если справитесь, поймете принцип действия почти всех остальных языков.
Стоит ли учиться программировать на Java
Java — кроссплатформенный язык с большим количеством библиотек и большим сообществом разработчиков. Кроссплатформенность — это возможность написать программу один раз и сразу пользоваться ей на нескольких операционных системах: Windows, Linux и MacOS. Благодаря библиотекам Java подойдет практически для всего: работы с графикой, звуком, создания небольших игр. А в большом сообществе начинающий разработчик легко найдет готовые куски кода для разных задач и ответы почти на любые вопросы.
Программисты пользуются библиотеками, чтобы создавать программы быстрее. Библиотека — это набор готовых программ, объектов и функций для решения типовых задач.
Где используют. Java — это язык для всего. На нем пишут мобильные приложения для Android, программы для микроволновых печей и серверы. Для разработки мобильных приложений сейчас все активнее используют язык Kotlin. Но на Java уже написали очень много приложений, которые придется обслуживать и обновлять.
Сколько платят программисту. Зарплаты Java-разработчиков не сильно отличаются от обычных зарплат программистов — от 100 тыс. до 250 тыс. руб. в Москве.
Стоит ли учиться программировать на Python
Python — логичный и относительно простой язык с минималистичным синтаксисом. У него небольшой набор основных правил, язык легко читать и писать на нем не сложно. Разработчики написали для Python множество библиотек, поэтому вы можете использовать готовые решения в своих проектах. Главный минус Python — его невысокая скорость. Программы на нем будут работать в среднем медленнее, чем на других языках.
Где используют. Чаще всего на Python создают серверы, обрабатывают данные и разрабатывают нейронные сети. После изучения Python можно работать бэкенд-разработчиком или разработчиком в сфере data science. С помощью Python можно «прикрутить» неочевидные функции к программам — это его главное удобство. Например, создать нейронную сеть для определения степени поражения легких, а заодно в этой же программе сделать просмотр снимков КТ.
Сколько платят программисту. Разработчик в крупной компании в Москве, знающий Python, зарабатывает от 100 тыс. до 250 тыс. руб. При этом спрос на разработчиков в сфере data science растет, поэтому можно рассчитывать даже на более высокую оплату.
Зачем изучать. С помощью Python можно создать бота для мессенджеров или социальных сетей. Или написать программу для парсинга — поиска и переноса информации с разных сайтов в один документ. Такая программа пригодится дизайнерам и журналистам.
Стоит ли учиться программировать на C++
С++ — кроссплатформенный язык семейства C с расширенными функциями.
Огромное количество программистов пишут на нем код, делятся библиотеками и шаблонами, отвечают на вопросы новичков.
Где используют. Чаще всего на С++ создают операционные системы, драйверы и утилиты. Делают популярные десктопные приложения серий Adobe и Office. Из-за высокой скорости и производительности C++ используют для разработки компьютерных игр. Например, на нем написан популярный движок Unreal Engine.
Сколько платят программисту. В регионах разработчик на C++ зарабатывает от 50 тыс. до 150 тыс. руб., в Москве — от 100 тыс. до 250 тыс. руб. Зарплата зависит не только от города, но и от сферы — в геймдеве можно заработать больше, чем в разработке системных приложений.
Зачем изучать. C++ плохо подходит для решения простых «домашних» задач, но с него можно начать обучение языкам, чтобы понять их структуру и принципы. Если решили изучать, запаситесь терпением — с С++ в полной мере работает принцип «тяжело в учении — легко в бою».
Стоит ли учиться программировать на C#
C# (си-шарп) — язык, изначально придуманный компанией Microsoft, чтобы создавать приложения под Windows. Это объектно-ориентированный язык — его сложнее изучать, но проще использовать, например, меньше писать одинаковый код. С помощью С# можно работать с платформой WPF, которая помогает создавать «красивые» оконные приложения. Например, последние версии MS Office.
Где используют. Чаще всего на C# пишут приложения для Windows и создают компьютерные игры. Например, на C# работает популярный движок Unity. Кроме того, на нем можно разрабатывать системные приложения и создавать библиотеки для С++.
Сколько платят программисту. В регионах разработчики на С# получают от 35 тыс. до 130 тыс. руб., в Москве — от 100 тыс. до 250 тыс. руб.
Зачем изучать. С помощью C# можно создать оконное приложение для Windows, например, калькулятор или небольшую игру. Но изучать его сложнее, чем языки для создания мобильных приложений.
Стоит ли учиться программировать на JavaScript
JavaScript — быстрый кроссплатформенный язык для веб-разработки. С помощью кода на JavaScript разработчик «говорит» странице, как она будет реагировать на действия пользователя. С помощью JS можно показывать пользователю информацию без перезагрузки страницы — так работают выпадающие меню, всплывающие окна, оконные клавиатуры.
При этом у JavaScript есть свои ограничения — он позволяет допускать ошибки, которые затем сложно обнаружить. Поэтому его редко используют для создания сложного программного обеспечения, например, ПО серверов.
Где используют. JS постоянно используют для веб-разработки. На нем удобно создавать мобильные и десктопные приложения, которые будут работать через браузер. Например, Notion, Discord, Visual Studio Code.
Сколько платят программисту. Разработчик на JavaScript в Москве зарабатывает от 140 тыс. до 300 тыс. руб.
Зачем изучать. С помощью JS можно создать простой сайт или модуль для него, работающий с запросами клиента. Например, онлайн-калькулятор.
Стоит ли учиться программировать на PHP
PHP — используют в веб-разработке для создания программ, которые работают на сервере и помогают обрабатывать запросы клиентов. PHP постепенно теряет популярность, потому что серверы можно создавать с помощью других языков. Но на PHP до сих пор работают многие ранее созданные сайты, например, «ВКонтакте».
Где используют. С помощью PHP создают программы, которые работают на сервере и помогают отправлять почту с сайта, взаимодействовать с базами данным. PHP облегчает работу интернет-магазинов — можно не создавать 1 тыс. одинаковых страниц, а генерировать их автоматически из базы данных по запросу клиента.
Сколько платят программисту. В регионах PHP-разработчик получает от 50 тыс. до 120 тыс. руб., в московских компаниях — от 80 тыс. до 220 тыс. руб.
Зачем изучать. Со знанием PHP легко начать карьеру разработчика. Такой разработчик сможет найти работу, даже если у него мало опыта.
Стоит ли учиться программировать на R
R — это язык для обработки данных, статистики и машинного обучения. R постоянно конкурирует с Python, его чаще используют в научных исследованиях.
R — бесплатный, у него большие возможности для обработки данных и необычный синтаксис, более понятный математикам, от этого популярный в академической среде.
Где используют. Чаще всего с помощью R обрабатывают данные в научных исследованиях. На нем создают нейронные сети.
Сколько платят программисту. Разработчики и дата-аналитики, использующие R, зарабатывают от 100 тыс. до 200 тыс. руб. Точная сумма зависит от типа компаний — иногда в научных проектах, получающих международные гранты, можно заработать больше.
Зачем изучать обычным людям. Не стоит.
Стоит ли учиться программировать на Arduino
Arduino — это упрощенный диалект C++, на котором пишут только программы для контроллеров Arduino. Но вот эти контроллеры используют почти везде — от устройств для автоматического полива до полноценных систем «умный дом» и разнообразных роботов.
Arduino существует только в связке с контроллерами, поэтому его не всегда считают полноценным языком. Чтобы на нем работать, нужно купить специальную плату, соединить с компьютером и с помощью специального ПО писать для контроллера программу. Зато можно написать программу, поставить контроллер в нужное устройство и сразу проверить, насколько хорошо она работает.
Где используют. Специалисты, знающие Arduino, могут работать инженерами-электронщиками и разработчиками ПО для микроконтроллеров. Иногда — в школах роботехники.
Сколько платят программисту. В Москве инженеры-электронщики зарабатывают от 50 тыс. до 120 тыс. руб., преподаватели — от 30 тыс. до 100 тыс. руб.
Зачем изучать. Arduino удобен именно для решения простых бытовых задач. Его легко использовать дома и на даче — создавать системы полива, вентиляторы, охранные системы, системы для аквариумов. С Arduino можно развивать логическое мышление детей — с ним легко понять принцип работы технических устройств.
Какие языки теряют актуальность
Сомнительная идея изучать Perl в 2021 году, — считает ИТ-предприниматель и идейный вдохновитель школы программирования для детей CODDY Оксана Селендеева. Perl — язык программирования для системного администрирования, веб-разработки, игр. У Perl-разработчиков довольно высокая зарплата — 150 тыс. ₽ в месяц, но начиная с 2017 года вакансий для таких разработчиков почти нет. Лучше обратить внимание на Python. На нем выполняют те же задачи, но язык в 2021 году намного более востребован в ИТ-сфере.
Теряют актуальность и другие языки: Fortran, Objective-C, Haskell, Visual Basic.
По версии Stack Overflow, самые «страшные» языки в 2020 году — VBA, Objective-C, Perl, Assembly, C. «Страшные» означают, что большинство разработчиков, которые сейчас пишут код на этих языках программирования, не планируют продолжать с ними работать.
Общие тренды ИТ-сферы вне зависимости от языков программирования
Код становится более читабельным. В последние годы разрабатывают все больше приложений, в том числе для мобильных устройств. Приложения становятся все сложнее по архитектуре, их нужно постоянно обновлять и обслуживать — важно, чтобы код можно было легко прочитать и понять. Приложение может жить десять лет. За это время сменится несколько разработчиков, которым нужно будет понимать код, написанный другими. Поэтому важно, чтобы программы не только решали свои задачи, но и были аккуратно, понятно написаны.
Растет популярность мобильной разработки и машинного обучения. Мобильная разработка стала привычным делом за несколько лет. Многие компании запускают только мобильные приложения, не думая об их браузерных и десктопных версиях. Из-за этого сильнее разрабатывают стандарты мобильной разработки. С одной стороны, это усложняет работу, с другой — сообществу выгодно обучить новичков этим стандартам.
Машинное обучение из диковинки становится неотъемлемой частью жизни — предсказывание и обработка данных слишком часто помогают в обычных ситуациях. Становится больше приложений по распознаванию лиц и обработке голосовых сообщений в текст.
Нужно писать код для всех платформ. Платформ становится все больше — в этом году Apple оснастила свои ноутбуки ARM-процессорами, которые раньше использовала только для смартфонов и планшетов. Поэтому разработчики должны учитывать все существующие технические возможности и писать приложения так, чтобы они работали везде.
Работодатели хотят посмотреть портфолио на GitHub. Если раньше при найме сотрудника работодатели смотрели приложения, к которым программист приложил руку, то теперь даже непрофессионалы все чаще хотят увидеть код. На Гитхабе можно посмотреть все проекты разработчика, увидеть, как он думает и пишет, как развивался и рос.
Программирование молодеет. Дети и подростки изучают программирование на онлайн-курсах или самостоятельно. Из-за этого уже в 13–15 лет они могут писать приложения, выкладывать их в Appstore или GooglePlay и даже зарабатывать деньги. Некоторые из них так начинают карьеру разработчика и конкурируют с выпускниками вузов и более старшими коллегами.
Еще пять статей о программировании
В Telegram-канале «Списать не получится» мы еще больше рассказываем о трендах в образовании и о том, как учиться в течение всей жизни и делать это с удовольствием. Подписывайтесь!