刷完UW Programming Languages的一点感想

二月份没有做什么别的项目，主要的时间花在三门Coursera的课上了。确切的说，其实是同一门课：UW的Programming Language课。

这门课是华盛顿大学的CSE341课程的Coursera版本，根据官网的介绍，大概是「简要介绍了编程语言的基本概念，包括抽象（Abstraction mechanisms）、静态和动态类型、作用域、语法（Syntax）和语义（Semantics）、闭包（First-class function closures）以及数据类型（Algebraic datatypes），以此为基础对各种编程范式例如函数式编程进行深入探讨」。

之前也关注了很久，这次也算是一口气把这门课修完了。Coursera上面安排的是5+3+3=11周的预期时间，不过我本身在FP和compiler方面有些了解，每周稍微多花点时间的话，也就花一个月多点的时间啃完了。

就像刚才说的，课程的讲解其实比较偏向于FP的风格，但是也有讲解不少OOP相关的概念，例如双重分派（Double dispatch）以及如何使用Visitor pattern来实现，例如Mixins（其实我更熟悉Traits的称呼），还有协变和逆变（variant/contravariant）。FP部分，基于closure，也就自然引出了thunk、promise、stream的概念，这些倒也是现在蛮热门的话题。整体来说，虽然同时涵盖了FP和OOP，但与其说是一门关于FP或者OOP的课，倒不如说FP或者OOP只是楔子，然后通过SML、Racket和Ruby这三种截然不同的语言来分析编程语言设计里面的一些共有的理念。

当然也少不了关于soundness和completeness的讨论。

不过，印象最深刻的，大概是「Subtyping is not a matter of opinion」，这里Dan用了nested subtyping来举例，证明了只有在所有变量都是immutable的前提下，nested subtyping才是sound的。简单说来，就是编程语言设计并不是可以随便组合功能的事情，一个编程语言中既有的语法和规则的设计，会对这个编程语言未来的扩展有决定性的影响。

当然，这也不是OOP独有的概念。在之前讨论Scope（lexical vs dynamic）的时候，已经提到了dynamic scope难以reasoning的问题。但是更重要的，大概还是只有在lexical scope的语境下，closure才有讨论的意义……而closure几乎是FP的核心内容了。

说到这里，这就又回应了沙沙关于组合性的讨论。

这门课的课程作业也很有趣。一开始只是写一些简单的函数，然后加上数据类型，然后再一点点往上面加，最后几个大作业分别实现了一个pattern matching，一个简单的（图灵完备的）编程语言的解释器，还有一个俄罗斯方块和一个基于visitor的解释器。

其实整体来说，课程内容算是偏简单，例如关于类型的讨论，比起TAPL里面关于unification、parametric polymorphism甚至functional OOP的讨论，这门课的内容算是蛮基础的。对于FP的讨论也停留在ADT和closure，并不需要涉及monad、typeclass、GADT这些深奥的知识。

换句话说，在修这门课之前很多概念我都已经了解，不过感觉还是一个很不错的梳理知识总结的机会。

说起来，学完这门课之后，也自己试着把课程要求的MUPL作业实现了一个Java的版本，也意识到了其实不需要FP的基础，完全可以在OOP里面实现许多FP的核心概念。然后发现了MUPL的扩展作业还真的会让你写出一些比较复杂的概念，例如前面提到的unification，例如equality。相当于写完整个作业之后，也就实现了一个简单但完整的FP语言的编译器了。

不过这门课似乎很久没更新了，还是停留在2014年的内容。很不方便的一点就是Ruby的配置至少在macOS版本上已经完全跟不上现在的情况了。我还是专门开了Windows备用机来安装旧版Ruby的。讨论区也没什么人，交完作业也要等很久才能等来评分。

后来也看了一下341课程的网站，发现似乎最近几年这门课已经有很多变化了，比如用OCaml而不是SML做第一部分的讲解，用Racket的OOP编程来代替Ruby。小作业和大作业的内容也变了很多。

倒是有个叫CSE425S的课，看wiki似乎基本上是按照2014年的进度的，不过也只找到2022年的课程信息。

之后的话，打算抽时间也把作业的扩展部分做完，看看能不能port到Java上。

然后可能再找找有没有别的课程吧，感觉61A和61B或者EPFL的FP课就不错。

或者回过头啃一下Programming Language Pragmatics这本书。