Искусство программирования для Unix

14.4.6.2. Учебный пример по Python среднего размера: fetchmailconf

В главе 11 пара fetchmail/fetchmailconf рассматривалась как пример одного из способов отделения реализации от интерфейса. Преимущества Python хорошо иллюстрируются на примере утилиты fetchmailconf

В программе fetchmailconf используется инструментарий Тк для реализации многопанельного редактора конфигурации с графическим интерфейсом (для GTK также существуют Python-привязки и другие инструментарии, но Tk-привязки поставляются с каждым интерпретатором Python).

В режиме для высококвалифицированных пользователей GUI-интерфейс поддерживает редактирование около 60 атрибутов, распределенных по трем уровням панелей. Элементы управления атрибутами включают в себя комбинацию из флажков, переключателей, текстовых полей и списков. Несмотря на эти сложности, автору книги потребовалось меньше недели, включая четыре дня на изучение Python и Тк, для проектирования и кодирования первой полнофункциональной версии.

Python превосходит другие языки в быстром создании прототипов GUI-интерфейсов, а (как показывает пример fetchmailconf) прототипы часто являются основными составляющими реальных проектов. Perl и Tel имеют аналогичные сильные стороны в данной области (включая инструментарий Тк, который был написан дляТс1), но они сложнее в управлении на уровне сложности кода fetchmailconf (приблизительно 1400 строк). Emacs Lisp не подходит для GUI-программирования.

Выбор Java увеличил бы издержки сложности программной задачи, не создавая значительных преимуществ для данного приложения, которое не требует высокой скорости выполнения.

14.4.6.3. Большой учебный пример Python: PIL

Python-библиотека обработки графики (Python Imaging Library — PIL) поддерживает обработку растровой графики. Программа поддерживает множество популярных форматов, включая PNG, JPEG, BMP, TIFF, PPM, XBM и GIF. Python-программы могут использовать ее для того, чтобы конвертировать и трансформировать изображения. В число поддерживаемых трансформаций входит кадрирование, вращение, масштабирование и сдвиг. Также поддерживается пиксельное редактирование, искривление изображений и преобразования цветов. Дистрибутив PIL включает в себя Python-программы, которые делают доступными данные средства из командной строки. Таким образом, программу PIL можно использовать для трансформации изображений в пакетном режиме или в качестве мощного инструментария, посредством которого реализуется программируемая обработка растровых изображений.

Реализация PIL иллюстрирует способ, который позволяет легко расширять Python с помощью загружаемых расширений Python-интерпретатора, состоящих из объектного кода. Код библиотеки, реализующей основные операции над растровыми объектами, написан на С для обеспечения скорости. Более высокие уровни и программная логика, написанные на Python, работают медленнее, но проще для чтения, модификации и расширения.

Было бы сложно или даже невозможно написать аналогичный инструментарий на Emacs Lisp или shell, которые вообще не имеют или не документируют интерфейс С-расширений. Tel имеет хорошие средства С-расширений, но программа PIL была бы неудобно большим проектом на Tel. Подобные средства имеются в Perl (Perl XSO), но они представляют собой узкоспециальные решения, слабо документированы, сложны и нестабильны по сравнению со средствами Python, а также используются редко. Интерфейс машинно-зависимых методов в Java (Native Method Interface), вероятно, обеспечивает возможности, сравнимые с возможностями Python. Было бы, вероятно, рационально создать проект PIL на Java.

Код программы PIL и документация доступны на Web-сайте проекта chttp://www.pythonware.com/products/pil/>.

14.4.7. Java

Язык программирования Java был разработан под девизом "написанное однажды работает везде" и предназначен для поддержки встроенных интерактивных программ (или аплетов) на Web-страницах, которые запускались бы из любого браузера. Благодаря серии грубых технических и стратегических просчетов правообладателя, корпорации Sun Microsystems, данный язык потерпел неудачу в достижении обеих первоначальных целей. Однако Java до сих пор достаточно силен как в системном, так и в прикладном программировании, чтобы составить конкуренцию С и С++. Язык Java был анонсирован в 1995 году.

Язык Java талантливо спроектирован для использования больших преимуществ автоматического управления памятью и меньших, но не менее важных, преимуществ поддержки ОО-конструкции, будучи при этом меньше по размеру и сложности, чем С++. В данном языке заметно сохранен С-подобный синтаксис, который удобен большинству программистов. Java включает в себя поддержку внешних вызовов к динамически загружаемому С и вызовов Java как встроенного языка из С. Не случайно, что Sun выполнила большую работу по созданию хорошей документации по Java, доступной в Web.

Недостатком Java можно считать то, что (по сравнению, например, с Python) некоторые части языка представляются чрезмерно сложными, а другие неразвиты. Видимость классов Java и правила явного определения блоков являются вычурными. Такие функции, как внутренние и неименованные классы, могут привести к очень запутанному коду. Отсутствие надежных методов деструкторов означает, что трудно гарантировать соответствующее управление другими ресурсами, кроме памяти, например, мьютексами и блокировкой файлов. Значительная часть средств операционной системы Unix, включая сигналы, опрос и выбор, не доступна из Java в стандартной поставке. Несмотря на то, что в Java имеются очень мощные I/O-средства, простое чтение текстовых файлов затруднено.

Наблюдается и сложная проблема с библиотеками, подобная "аду DLL" в Windows. В Java отсутствует метод для управления различными версиями библиотек, что может привести к возникновению крупных проблем в таких средах, как серверы приложений, где сервер может поставляться с одной версией (например) XML-библиотеки, а приложение с другой (обычно более новой) версией. Единственной возможностью решения таких проблем является переменная среды CLASS PATH, источник хронических проблем внедрения.

Более того, Sun неразумно управляет Java как с политической, так и с технической точки зрения. Первый GUI-инструментарий Java, AWT был неорганизованной смесью, которую необходимо было в корне заменить. Отказ от стандартизации ECMA/ISO еще больше раздражал разработчиков, уже расстроенных положениями SCSL (Sun Community Source License — лицензия на исходный код в сообществе Sun). Ограничения данного документа препятствуют реализациям Java 1.2 с открытым исходным кодом и их спецификациям J2EE (Java 2 Enterprise Edition). Это дискредитирует исходные цели универсальной переносимости Java.

К сожалению, аплеты браузеров мертвы. Фактически их уничтожило решение Microsoft не поддерживать Java 1.2 в Internet Explorer. Однако язык Java, вероятно, нашел гарантированную нишу в экологии вычислений — "сервлеты", работающие внутри серверов Web-приложений. Java также все чаще используется для многих внутри корпоративных программных разработок, не связанных непосредственно с базами данных или Web-серверами. Данный язык становится главным конкурентом как для платформы Microsoft ASP/COM, так и для Perl CGI. Наконец, Java широко распространен и все больше используется как язык для обучающего, вводного программирования (роль, для которой он чрезвычайно хорошо подходит).

В целом объективно можно сказать, что Java превосходит С++ (который гораздо сложнее и имеет меньше средств для решения проблемы управления памятью) для всех задач, кроме системного программирования и большинства приложений, чувствительных к скорости выполнения. Опыт показывает, что Java-программисты менее склонны попадать в ловушку излишней ОО-иерархии, чем программисты С++, хотя это остается значительной проблемой.