动态类型语言 VS 静态类型语言

一. 运行期动态修改类型结构

动态编程语言是高级编程语言的一个类别在计算机科学领域已被广泛应用。它是一类在运行时可以改变其结构的语言例如新的函数、对象、甚至代码可以被引进已有的函数可以被删除或是其他结构上的变化。动态语言目前非常具有活力。众所周知的ECMAScriptJavaScript便是一个动态语言除此之外如PHP、Ruby、Python等也都属于动态语言而C、C++、Java等语言则不属于动态语言。

例如下列 Python 代码

class Student(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name


if __name__ == '__main__':
    stu = Student("张三")
    stu.age = 18 # 运行时给stu对象新增了一个age属性但是在class声明时未声明该属性

    def to_string(self):
        return f"Student(name={self.name}, age={self.age})"

    Student.to_string = to_string # 运行时给Student类增加了一个 to_string 方法
    print(stu.to_string()) # 输出: Student(name=张三, age=18)

在上述代码中我们先定义了一个 Student 类类中声明了 name 属性。Python作为动态语言可以在运行时改变类型的结构可以为其增加一个age属性以及to_string方法。

而作为静态类型语言的代表 Java、C++、Go 在运行时期就不能修改类的结构。Java 虽然能通过反射机制改变一个类的结构但其本质仍然是修改源码然后重新加载字节码到内存中仍然属于典型的静态类型语言。

注意很多人认为解释型语言都是动态语言这个观点是错的Java是解释型语言但是不是动态语言Java不能在运行的时候改变自己结构。反之成立吗动态语言都是解释型语言。也是错的Object-C是编译型语言但是他是动态语言。得益于特有的run time机制准确说run time不是语法特性是运行时环境这里不展开OC代码是可以在运行的时候插入、替换方法的。

二. 类型检查

对于静态类型语言会在编译器检查类型是否正确:

public interface Animal {
    void run();
}

public class Dog implements Animal {
    public void run() {
        System.out.prinln("Dog run");
    }
}

public class Cat implements Animal {
    public void run() {
        System.out.prinln("Cat run");
    }
}


public class Test {
    public void animalRun(Animal animal) {
        animal.run();
    }
}

Java作为静态类型语言会在编译器检查类型是否正确所以调用 Test.animalRun 方法时传入的对象必须是 Animal 类型或者它的子类否则将编译报错。

对于Python这样的动态语言来说则不一定需要传入 Animal 类型。我们只需要保证传入的对象有一个 run() 方法就可以了

class Dog(object):
    def run(self):
        print('Dog run')

这就是动态语言的“鸭子类型”它并不要求严格的继承体系一个对象只要“看起来像鸭子走起路来像鸭子”那它就可以被看做是鸭子。

Python的“file-like object“就是一种鸭子类型。对真正的文件对象它有一个read()方法返回其内容。但是许多对象只要有read()方法都被视为“file-like object“。许多函数接收的参数就是“file-like object“你不一定要传入真正的文件对象完全可以传入任何实现了read()方法的对象。

本文参考至

动态语言 - 维基百科自由的百科全书 (wikipedia.org)

编译型语言、解释型语言、静态类型语言、动态类型语言概念与区别-阿里云开发者社区 (aliyun.com)

继承和多态 - 廖雪峰的官方网站 (liaoxuefeng.com)