Python的替代品？我嘗試了你從未聽說過的優秀編程語言
認識Nim：具有類似Python語法和C效率的語言
幾周前，我在GitHub上瀏覽時遇到了一個引起我注意的回購。 它托管了一個完全用Nim編寫的項目。
Nim到底是什么? 我想。
我立刻得出結論，這是很多人使用的許多編程語言之一，但是我只是一個愚蠢的人，不知道它。 但是我沒有把它放在一邊，而是決定：讓我們對此有所了解。
然后，我有了兩個主要認識：
- 不，很多人不使用這種語言。
- 但也許應該如此。
因此，這里簡要介紹了我在快速編程教程Nim方面的經驗，以及為什么該語言對我來說非常有前途。
給我看代碼!
這是我在Nim中編寫的一個無用的程序：
看起來很干凈。 它也是如此簡單，即使您以前可能從未聽說過Nim，您也可以毫不費力地弄清楚它的作用。 (提示：它打印數字：5我：5。)
因此，讓我們分解一下這里似乎熟悉的內容：
變量聲明
JavaScript開發人員非常熟悉。 雖然某些語言使用var，有些語言使用let，但是JS和Nim都允許使用兩者之一進行聲明。 請務必注意，兩種語言的含義并不相同。 但是稍后會更多。
塊語法
要在Nim中標記一個新塊，我們使用冒號，后跟縮進線。 那就是Python。
關鍵詞
這兩個循環以及if語句看起來都像是從Python中拔出來的。 實際上，從第5行開始的所有內容實際上都是有效的Python(假設我們定義了echo函數)。
因此，是的，Python中的許多關鍵字和運算符在Nim中也有效，例如not，is，and或or等。
到目前為止，Nim完全沒有什么特別的。 由于我們需要使用let或var，因此它看起來像是Python的較差版本(在語法上)。
但是，如果我告訴您的話，該怎么辦：Nim是一種靜態類型的語言，其運行速度幾乎與C一樣快。
哦，現在我們在說話。
一場友好的比賽
在深入探討Nim語法(尤其是靜態類型的部分，我們仍然沒有看到它)之前，讓我們嘗試備份有關其速度的聲明。 為此，我編寫了一個程序來天真地(即不進行動態編程)計算Nim，Python和C中的第n個斐波那契數。
為了公平起見，我根據針對此問題的建議Leetcode解決方案(方法1)對實現進行了標準化，并確保在三種語言中盡可能地堅持下去。
為了計時執行時間，我在Bash shell中使用了時間輸出中的"真實"值。
以下是計算第40個斐波那契數的結果：
是的，那件事發生了。
現在，這是非常有限的，并且離科學實驗還很遙遠，但這與其他進行了更嚴格基準測試的人的發現一致[1] [2] [3]。
不過，我將在本文中運行的所有代碼都可以在GitHub上找到，包括有關如何進行此實驗的說明。
那么，為什么Nim比Python快得多?
好吧，我要說有兩個主要原因。 大大簡化，這些是：
- Nim是在解釋Python時編譯的(不同意?請單擊鏈接)。 這意味著在運行Python程序時，除了僅運行該程序外，還有更多的工作要做，因為在實際執行之前需要對其進行解釋。 這通常會使語言慢很多。
- Nim是靜態鍵入的。 雖然我之前顯示的示例沒有單一的類型聲明或注釋，但稍后我們將看到它確實是靜態類型的語言。 對于動態類型的Python，解釋器需要做更多的工作來找出并適當地處理類型，這會減慢執行速度。
運行更快，編寫速度更慢
這是Python文檔關于解釋語言必須說的話：
"盡管解釋型語言的程序運行通常也較慢，但它們通常具有比編譯型語言更短的開發/調試周期。"
例如，這句話很好地總結了Python和C之間的折衷。 您可以使用Python進行的任何操作，也可以使用C進行的操作，程序的運行速度將提高多個數量級。
但是，您將花費更多的時間用C編寫和調試代碼，并且代碼更長且可讀性更差。 這就是為什么C不再流行的原因，Python如此流行。 簡而言之：Python是"簡單的"(當然，相對而言)。
因此，如果Python在頻譜的一端，而C在另一端，則Nim試圖處于中間位置：有點快又容易嗎? 這樣的事情。
但是，使Nim脫穎而出的原因是，乍一看，它似乎已使權衡最小化。 換句話說，它比Python快得多，但是編程起來卻不像C那樣困難(或者感覺像經過簡短檢查一樣)。
為了說明這一點，讓我們看一下斐波那契實驗中的代碼。
這是C代碼：
- #include <stdio.h>
- int fibonacci(int n) {
- if (n <= 1) {
- return n;
- }
- return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2);
- }
- int main(void) {
- printf("%i", fibonacci(40));
- }
Python：
- def fibonacci(n):
- if n <= 1:
- return n
- return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)
- print(fibonacci(40))
和Nim：
- proc fibonacci(n: int): int =
- if n <= 1:
- return n
- return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)
- echo(fibonacci(40))
盡管Nim擁有奇怪的proc東西，親愛的上帝，還是使用=聲明函數(或過程，稱呼它們)，但它仍然比C干凈得多。
因此，也許這是一個值得權衡的問題? 比Python難寫一點，但是要快幾十倍-我可以接受。
Nim語法
以下是有關Nim語法的一些關鍵點的簡要概述：
- import strformat
- # Example taken from the Nim Website: https://nim-lang.org/
- type
- Person = object
- name: string
- age: Natural # Ensures the age is positive
- let people = [
- Person(name: "John", age: 45),
- Person(name: "Kate", age: 30)
- ]
- for person in people:
- # Type-safe string interpolation,
- # evaluated at compile time.
- echo(fmt"{person.name} is {person.age} years old")
變量
變量使用var，let或const聲明。
var和const基本上就像JavaScript一樣工作，但是讓我們有一個不同的故事。
盡管JavaScript中的let與var在范圍上有所不同，但Nim中的let表示一個變量，其值在初始化后不能更改。 有人告訴我，這顯然類似于Swift。
但這不是常數嗎?
好吧，在Nim中，區別如下：
對于const，編譯器必須能夠在編譯時確定該值，而let可以在運行時確定。
文檔提供了以下示例：
- const input = readLine(stdin) # Error: constant expression expected
- let input = readLine(stdin) # works
此外，您還可以像這樣聲明變量：
- var
- a = 1
- b = 2
- c = 3
- x, y = 10 # Both x, y are assigned to 10
函數
Nim中的函數稱為過程，它們的聲明是這樣完成的：
- proc procedureName(parameterName: parameterType):returnType =
- return returnVar
鑒于該語言在很多方面看起來都像Python，因此當您初次看到它們時，過程肯定顯得有些怪異。
用=代替{或：尤其奇怪。 但是，在單線過程中看起來更好一些：
- proc hello(s: string) = echo s
此外，您還可以從以下函數返回：
- proc toString(x: int): string =
- result =
- if x < 0: "negative"
- elif x > 0: "positive"
- else: "zero"
感覺您仍然應該返回結果，但結果不是變量，而是一個關鍵字。 上面的代碼段是完全有效的Nim。
而且您還可以重載過程：
- proc toString(x: int): string =
- result =
- if x < 0: "negative"
- elif x > 0: "positive"
- else: "zero"
- proc toString(x: bool): string =
- result =
- if x: "yep"
- else: "nope"
- echo toString(true) # Calls the second version, prints "yep"
- echo toString(5) # Calls the first version, prints "positive"
控制流
很像Python。
- # if true:
- # while true:
- # for num in nums:
要遍歷某個范圍，可以使用countup(start，finish)或countdown(start，finish)代替一個范圍。 或者，您可以簡化整個過程并使用：for i in start..finish。
打印并獲取用戶輸入
- let input = readLine(stdin)
- echo input
與Python比較時，readLine(stdin)等效于input()，echo等效于print。
echo可以帶或不帶括號。
我的目標是給您帶來Nim的品味，而不是通讀其完整手冊。 因此，我想我將在此處停止使用簡單的語法，然后略過一些其他功能。
附加功能
面向對象編程
Nim不是面向對象的，但是對對象的支持極簡。 但是，它們不像Python類那么整潔。
宏
Nim支持宏和元編程，實際上，它似乎非常強調它。 由三部分組成的教程系列的整個部分都專門針對它。
這是一個簡單的示例：
- import macros
- macro myMacro(arg: static[int]): untyped =
- echo arg
- myMacro(1 + 2 * 3)
基本類型
Nim中的基本類型為：字符串，字符，布爾，整數，整數和浮點數。
這些也是有效的：
int8 int16 int32 int64 uint8 uint16 uint32 uint64 float32 float64
另外，與Python不同，字符串在Nim中是可變的。
注釋
您可能已經在上面的Python語法中看到了我的注釋，但是與Python不同，多行注釋也使用了哈希符號(后接[或])：
- # a comment#[
- a
- multi
- line
- comment
- ]#
JavaScript編譯
從Nim網站：
" Nim包括一流的JavaScript后端，因此您可以輕松地同時定位客戶端和服務器。"
盡管我不確定有多少人會實際使用它，但是這很酷。 但是，如果您要播放用Nim編寫的Browser Snake，則可以這樣做。 不過這次我沒有建造它。
迭代器
除了定義一個proc之外，還可以定義一個迭代器。 但是，Nim迭代器實際上更像Python生成器。 這是一個例子：
- iterator countup(a, b: int): int =
- var res = a
- while res <= b:
- yield res
- inc(res)
不區分Case和下劃線
Nim不區分大小寫和下劃線(第一個字符除外)。
因此，HelloWorld和helloWorld是不同的，但是helloWorld，helloworld和hello_world都相同，因此有效：
- proc my_func(s: string) =
- echo s
- myFunc("hello")
人氣度
也許您閱讀了標題并對自己說：嗯，我聽說過Nim或使用Nim!
那樣的話，嘿，我為你感到高興。 但是，我確實嘗試獲得了有關該語言受歡迎程度的一些信息，而且肯定不是那么高。
例如，在2020年堆棧溢出調查中甚至沒有提到Nim。 我在LinkedIn上找不到Nim開發人員的工作(位置設置為Worldwide)，并且該語言的Stack Overflow標簽只有349個問題。 (與Python的1,500,000或更新語言(例如Swift的270,000)進行比較。)
因此，可以肯定地說，大多數開發人員都沒有使用過它，而且許多開發人員甚至從未聽說過Nim這個名字。
真正的Python替代品?
我對你說老實話，我覺得Nim很酷。
在撰寫本文時，我已經研究了最低限度，因此還沒有深入到最低限度，但是我可以看到自己將來會用到它。
但是，盡管基本語法與Python非常相似，但是它變得相當復雜，而且速度很快，我相信這會吸引很多Python用戶/開發人員。
就我個人而言，我是Python的忠實擁護者，也是靜態類型語言的忠實擁護者，因此對我而言，在某些情況下，性能的提高將足以彌補所增加的冗長性。
然后，通過撰寫本文，我意識到：Go呢?
我敢肯定，你們中的許多人在閱讀時都在考慮這一點，這是有道理的。 盡管Nim的語法可能更接近于Python，但它確實在Go語言主導的高性能但比C ++語言更激烈的競爭中。
有趣的事實：我還偷偷地用Go進行了速度測試。 特別是對于fibonacci(40)，它的速度與C一樣快。
那么，Nim可以與Python競爭嗎? 我對此表示高度懷疑。 正如我所指出的那樣，我們看到了計算機變得越來越快，編程變得越來越容易的趨勢，以至于即使Nim提供了很好的權衡，我也認為采用干凈而通用的Python還不夠。
編輯：我與Nim Core Devs的一位發言人交談，他告訴我他認為Nim比從Python過渡的人更適合從C ++過渡的人。
但是，它可以與Go競爭嗎? 也許(如果Google不落后于Go)。 語法友好，語言功能強大，并且比Go提供的功能(例如宏和重載)更好地支持C / C ++功能。
也許那是我接下來要寫的文章。
謝謝閱讀!
