新年第一flag：第四代编程语言篇

又到了一年一度立flag的时候，每次这个这个，虾神都：

但是结果往往都是：

去年立下的

50+文章的flag，到现在为止完成了26篇……

刚刚过了一半，感觉就像

好吧， 虽然是这样，flag也还是要立的。

首先是今年第一个flag：

了解、学会、熟练使用第四代语言和编程实现。

乃至于：

最终将其融入血液、刻入骨髓里面。

四……代……？

这个还要从很久很久以前说起——最早，在虾神接触计算机的时候，还在用在DOS6.22操作系统，学习编程的时候，看过一本经典的计算机教程，叫做《C程序设计》，著名计算机教育学家谭浩强老师编著的：

虽然今天看起来，里面浓浓的中国教材特色的编排风格+各种错误的示例……大部分代码甚至编译不过去，但是客观上谭教授这套书，为推广中国的计算机编程起到了里程碑的作用。

在这本书里面，第一次看见了关于计算机语言分代的观点,里面是这样说的：

语言分代

第一代计算机语言：机器语言，用二进制进行编写的，机器直接执行，人类无法阅读

第二代计算机语言：汇编语言，用编发符号代替二进制，编译之后机器执行。

第三代计算机语言：高级语言，面向过程和对象的语言，也就是我们至今在使用的语言，如C\C++、JAVA、Python这些。

第四代计算机语言，仅有一个简单介绍：SQL，也叫做自然语言什么的，完全没有介绍，感觉就很高端的样子，包括后面学了数据库以后，也还是觉得这个四代就是个水货，干啥啥不成，吃啥啥不剩……

看到这里，大家可能和虾神一样会有些奇怪，说SQL就说SQL吧，说啥四代语言呢？欺负俺们不是计算机专业的么，告诉你，俺们虽然不是计算机专业的，但是写的代码比你多多了……

再说了，SQL有啥好学的，会用就行，俺们又不是专业去做数据库管理员，还有，俺们做了十年项目了，不会写SQL，还有JDBC、游标、ORM等等技术呢，学个SQL也讲得如此高大上……

话说回来，前面一二三代，都有非常深刻的编程思想在里面，先不说任何一种语言，都能独立完成一个项目工程，就说每种语言里面提出的编程思想，都是计算机夜空中璀璨的明星，那么SQL这种“简单”且无法“独立”的语言，怎么混进这个队伍里面去的？难道有啥内幕交易？

不要急，SQL是四代语言，并不代表四代语言里面只有SQL。今天我们就一起来聊聊第四代的前世今生。

这个疑惑一直跟随了我很多年……直到我开始转职为全职Spark码农之后，突然有一天，在开始研究Spark SQL的时候，才焕然大悟：

第四代语言，代表的是一种思想，正如上面那张片子给出的特性，编写第四代语言的时候，给出了大量的高级封装，这些封装，甚至封装了计算机的传统编程思想，让使用者不再考虑这些问题。

下面通过一个简单的例子给大家看看。

比如，我现在有这样一批数据：

2013年前半年全球地震数据：

那么我先知道，这半年震级最大的地震是什么时候发生在什么地方，那么这个代码怎么写呢？用Python，最简单写法应该是：

结果可视化之后，如下：

首先读取数据，然后对比震级，最后将震级最大的数据取出来。

这种面向过程的编程方法，就是三代语言最大的特点：由分支语言（if）和循环语言（for）为主的程序构建方式。

这种思想，实际上是以计算机的运行机制为核心的，虽然较一代二代语言，已经高级了很多，但是依然还是有明显过程逻辑思维，也就是你需要在实现的过程中，模拟计算机内部运行的原理。

现在来看看四代语言的编写方法，使用Python的Pandas包：

你仅需要告诉计算机你需要什么就行，比如，我现在要等级最大的一类数据，没有if，没有for，直接得到答案。

同样，如果使用SQL，一样可以直接得到结果：

这就是四代语言最核心的思想表现。

if和for这种结构，构成了三代语言最具有代表性的结构，那么以DataFrame和SQL这种结构化处理语法为代表的，就是四代语言的主要思路了。

看到这里，有的同学又会有疑问，并非所有的数据结构都是结构化的表格数据啊，比如在数据结构里面，就有链（链表、链队、链栈）、树（有序、无序、二叉）、图（有向、无向）等结构，这些结构如何使用四代语言来处理呢？

虽然所有的结构，如果不考虑冗余，不考虑访问效率，那么都可以构造为表格，但是确实还是挺复杂，四代语言里面如何解决这个问题，答案就是对数据结构的封装。

比如下面这个无向图：

或者是下面这棵二叉树：

在数据结构上，都可以视为“图”。在三代语言里面，都采用父子节点来进行关联。在四代语言里面，如何来处理树结构呢？

在Spark里面，新一代框架里面，包括了Spark SQL和Spark Graphx两大块，其中Spark SQL专门用于处理DataFrame，而Spark Graphx就是专门用于进行图计算的，这个问题，以后有机会再说。

所以，今年立下今年第一个Flag，好好学习DataFrame结构，如果有机会，将把以前的代码和项目用第四代语言结构进行重构，一些有代表意义的学习内容，会以笔记的方式发布。

待续未完。