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 認(rèn)識Nim：具有類似Python語法和C效率的語言

發(fā)展壯大離不開廣大客戶長期以來的信賴與支持，我們將始終秉承“誠信為本、服務(wù)至上”的服務(wù)理念，堅持“二合一”的優(yōu)良服務(wù)模式，真誠服務(wù)每家企業(yè)，認(rèn)真做好每個細節(jié)，不斷完善自我，成就企業(yè)，實現(xiàn)共贏。行業(yè)涉及成都雨棚定制等，在網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)營銷推廣、WAP手機網(wǎng)站、VI設(shè)計、軟件開發(fā)等項目上具有豐富的設(shè)計經(jīng)驗。

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(jié)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(rèn)識：

• 不，很多人不使用這種語言。
• 但也許應(yīng)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(jīng)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(shù)字：5我：5。)

因此，讓我們分解一下這里似乎熟悉的內(nèi)容：

變量聲明

JavaScript開發(fā)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(wù)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(biāo)記一個新塊，我們使用冒號，后跟縮進線。 那就是Python。

關(guān)鍵詞

這兩個循環(huán)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(nèi)容實際上都是有效的Python(假設(shè)我們定義了echo函數(shù))。

因此，是的，Python中的許多關(guān)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(tài)類型的語言，其運行速度幾乎與C一樣快。

哦，現(xiàn)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(tài)類型的部分，我們?nèi)匀粵]有看到它)之前，讓我們嘗試備份有關(guān)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(tài)編程)計算Nim，Python和C中的第n個斐波那契數(shù)。

為了公平起見，我根據(jù)針對此問題的建議Leetcode解決方案(方法1)對實現(xiàn)進行了標(biāo)準(zhǔn)化，并確保在三種語言中盡可能地堅持下去。

為了計時執(zhí)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(shù)的結(jié)果：

是的，那件事發(fā)生了。

現(xiàn)在，這是非常有限的，并且離科學(xué)實驗還很遙遠，但這與其他進行了更嚴(yán)格基準(zhǔn)測試的人的發(fā)現(xiàn)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(guān)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(zhí)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(tài)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(tài)類型的語言。 對于動態(tài)類型的Python，解釋器需要做更多的工作來找出并適當(dāng)?shù)靥幚眍愋?，這會減慢執(zhí)行速度。

運行更快，編寫速度更慢

這是Python文檔關(guān)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(fā)/調(diào)試周期。"

例如，這句話很好地總結(jié)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(shù)量級。

但是，您將花費更多的時間用C編寫和調(diào)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(dāng)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(quán)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(jīng)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  
  
  
  
 
  
  
  
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(shù)(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(quán)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(guān)Nim語法的一些關(guān)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(shù)嗎?

好吧，在Nim中，區(qū)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(shù)

Nim中的函數(shù)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(dāng)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(shù)返回：

 
 
 

  
  
  
proc toString(x: int): string = 
  
  
  
 
  
  
  
result = 
  
  
  
 
  
  
  
if x < 0: "negative" 
  
  
  
 
  
  
  
elif x > 0: "positive" 
  
  
  
 
  
  
  
else: "zero" 
 
 
 

感覺您仍然應(yīng)該返回結(jié)果，但結(jié)果不是變量，而是一個關(guān)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(biāo)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?qū)ο缶幊?/strong>

Nim不是面向?qū)ο蟮?，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(diào)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) 
 
 
 

 
 
 

  
  
  
# a comment#[ 
  
  
  
a 
  
  
  
multi 
  
  
  
line 
  
  
  
comment 
  
  
  
]# 
 
 
 

 
 
 

  
  
  
iterator countup(a, b: int): int =  
  
  
  
    var res = a  
  
  
  
    while res <= b:  
  
  
  
        yield res  
  
  
  
        inc(res) 
 
 
 

 
 
 

  
  
  
proc my_func(s: string) = 
  
  
  
    echo s 
  
  
  
myFunc("hello")