在我看来,静态/强类型编程语言最宝贵的一点是它有助于重构:如果/当你更改任何 API 时,编译器会告诉你该更改破坏了哪些内容。
我可以想象用运行时/弱类型语言编写代码……但我无法想象没有编译器帮助的重构,我无法想象在没有重构的情况下编写数万行代码。
这是真的?
我认为您将检查类型的时间与检查类型的方式混为一谈。运行时类型不一定很弱。
静态类型的主要优点正如你所说:它们是详尽的。只需让编译器执行该操作,您就可以确信所有调用站点都符合该类型。
静态类型的主要限制是它们可以表达的约束受到限制。这因语言而异,大多数语言具有相对简单的类型系统(c、java),而其他语言则具有极其强大的类型系统(haskell、cayenne)。
由于这种限制,类型本身是不够的。例如,在 java 中,类型或多或少仅限于检查类型名称匹配。这意味着您想要检查的任何约束的含义都必须编码到某种命名方案中,因此 Java 代码中存在大量的间接和样板。 C++ 稍微好一点,因为模板允许更多的表达能力,但与依赖类型可以做的事情还有些差距。我不确定更强大的类型系统的缺点是什么,但显然肯定有一些或更多的人会在工业中使用它们。
即使您使用静态类型,很可能它的表现力不足以检查您关心的所有内容,因此您也需要编写测试。静态类型是否比样板文件中所需的工作量更省力,这个争论已经持续了很长时间,而且我认为没有一个适用于所有情况的简单答案。
至于你的第二个问题:
我们如何在运行时类型语言中安全地重构?
答案是测试。您的测试必须涵盖所有重要的情况。工具可以帮助您衡量测试的详尽程度。覆盖率检查工具可让您了解测试是否覆盖了代码行。测试变异工具(jester、heckle)可以让您知道您的测试在逻辑上是否不完整。验收测试让您知道您编写的内容是否符合要求,最后回归和性能测试可确保产品的每个新版本都保持上一个版本的质量。
与依赖复杂的类型间接寻址相比,进行适当的测试的好处之一是调试变得更加简单。运行测试时,您会在测试中得到特定的失败断言,这些断言清楚地表达了它们正在做什么,而不是迟钝的编译器错误语句(想想 C++ 模板错误)。
无论您使用什么工具:编写您有信心的代码都需要付出努力。它很可能需要编写大量测试。如果错误的惩罚是very高,例如航空航天或医疗控制软件,您可能需要使用形式数学方法来证明您的软件的行为,这使得此类开发极其昂贵。
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