2002年的冬天，我在北京聯(lián)通出差。剛參加工作，有點(diǎn)小緊張，給電腦接電源，插三孔插座的時(shí)候錯(cuò)位60度，噗哧一下冒起了火花。沒有釀成事故，但是這件事情一直沒能忘記。其實(shí)國標(biāo)的三孔操作在設(shè)計(jì)規(guī)范上已經(jīng)考慮了這種錯(cuò)誤，三個(gè)插孔的開口方向是不一樣的。問題出在插座上面，當(dāng)時(shí)用的是萬能接線板，除了國標(biāo)，歐標(biāo)和美標(biāo)也能插進(jìn)去，因此國標(biāo)插頭即便錯(cuò)開60度，用點(diǎn)力氣也能插進(jìn)去。此后到其他地區(qū)出差，特別留意他們的插座，發(fā)現(xiàn)最安全的是歐標(biāo)，三相插孔的設(shè)計(jì)兩陰一陽，根本沒有錯(cuò)位的可能。
歐標(biāo)插座還有其他優(yōu)點(diǎn)，比如最多調(diào)整90度就可以對準(zhǔn)；插頭作為整體嵌入插座，不用擔(dān)心金屬部分暴露漏電；圓柱狀金屬頭加球面前端設(shè)計(jì)，省力且牢固。這些暫且按下不表，今天想談的是程序設(shè)計(jì)語言中的安全措施。
程序語言的插座--類型系統(tǒng)
最近用python開發(fā)過幾個(gè)小工具，頗為趁手。原因之一是python支持duck typing?？梢园讶我忸愋偷膶ο筚x值給變量，運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)在訪問到這個(gè)對象的時(shí)候才會(huì)判斷其類型是否正確。換句話說，實(shí)現(xiàn)了類級(jí)別的運(yùn)行時(shí)多態(tài)（對比一下，C++/JAVA通過接口和虛函數(shù)支持函數(shù)級(jí)的運(yùn)行時(shí)多態(tài)，而模板支持類和函數(shù)級(jí)別的編譯時(shí)多態(tài)）。
首先，不要求提前定義接口。可以邊思考邊寫代碼，不用在接口部分和實(shí)現(xiàn)部分之間來回切換。
其次，不要求統(tǒng)一的對象界面。實(shí)現(xiàn)多態(tài)的時(shí)候不需要對象都是從統(tǒng)一接口上擴(kuò)展出來的，對象可以擁有只在某些特定分支下會(huì)被調(diào)用的接口，其他對象，如果不會(huì)命中這些分支，就可以不用定義這些接口。如果習(xí)慣了c++/java，這種風(fēng)格就是腦殘，但是對快速開發(fā)真的很有效。想象一下，在靜態(tài)語言的OOD中，如果原來設(shè)計(jì)的統(tǒng)一接口滿足不了需求，通常意味著概念抽象出了問題。樂觀情況下，要么擴(kuò)展原有接口方法的內(nèi)涵，并在調(diào)用者和被調(diào)用者之間重新分布職責(zé)；要么把無法涵蓋的部分抽取出來，增加一個(gè)接口方法。
凡事必有兩面，首先是正確性不易驗(yàn)證。類型錯(cuò)誤只有程序運(yùn)行時(shí)才能檢測出來，通電以后才能發(fā)現(xiàn)抽頭插錯(cuò)了，用靜態(tài)語言，同樣的錯(cuò)誤最晚編譯時(shí)就能檢查出來。
其次是代碼結(jié)構(gòu)不易理解。閱讀靜態(tài)語言，看看數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、函數(shù)原型（C語言），或者類型/接口定義（C++/JAVA），對程序結(jié)構(gòu)能了解個(gè)八九不離十。動(dòng)態(tài)語言，非得把對象間的調(diào)用代碼讀完，才能把握程序的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
JAVA是相反風(fēng)格的代表，典型的“歐標(biāo)插座”。不支持動(dòng)態(tài)類型，更不支持內(nèi)存這種“萬能插座”。做一件事情，JAVA只給你一種方法。
語言設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)要考慮兩個(gè)認(rèn)知因素，一是方便寫，一是方便讀。動(dòng)態(tài)類型方便寫，靜態(tài)類型方便讀。動(dòng)態(tài)語言編寫結(jié)構(gòu)復(fù)雜，確定性要求高的程序還是面臨挑戰(zhàn)。語言沒有內(nèi)置“歐標(biāo)插座”，必然要求語言的使用者自律，尤其是團(tuán)隊(duì)協(xié)作開發(fā)時(shí)必須遵循一致的設(shè)計(jì)策略。
提升安全的語言特性
程序設(shè)計(jì)語言一直在往里面添加安全特性。比如ANSI C添加對函數(shù)原型的支持（最古老的C語言只關(guān)心函數(shù)名字，不檢查返回值和參數(shù)類型，C的鏈接器現(xiàn)在還保留這樣的設(shè)計(jì)），const和static修飾符；C++鏈接器的隱式函數(shù)類型檢查，引用類型，類成員的可見性修飾；java對指針的棄用，package，等等。恰當(dāng)使用這些特性，可以把錯(cuò)誤捕獲在編碼階段。
不止是軟件設(shè)計(jì)
但凡人會(huì)犯糊涂的地方，都是“歐標(biāo)插座”的用武之地。只能單向打開的消防門，電腦機(jī)箱里的各種接線纜接頭，優(yōu)秀軟件的人機(jī)界面等等。程序設(shè)計(jì)語言和API，本質(zhì)上是一種抽象的人機(jī)界面。程序語言是人和計(jì)算機(jī)之間的界面，API是人和另外一堆代碼的界面。記得讀大學(xué)的時(shí)候，學(xué)校里有個(gè)工業(yè)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)室，主任是現(xiàn)在阿里的王堅(jiān)，他們的主要方向就是各種人機(jī)界面設(shè)計(jì)問題。
