XLang：基于差量概念的第四代编程语言.pdf

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1、XLangXLang：基于差量概念：基于差量概念的第四代编程语言的第四代编程语言作者简介作者简介 毕业于清华大学工程物理系 20多年软件框架设计与实现经历 目前负责新一代信用卡核心系统架构设计议程议程1.XLang的方法论来源2.XLang要解决什么问题？3.XLang为什么可以解决这些问题？4.XLang的语法简介5.XLang的应用示例一一.XLangXLang的方法论来源的方法论来源XLang的方法论来源是物理学和数学，因此它提出问题的方式和解决问题的角度都是与其他编程语言有着很明显的区别知乎上的一个问题知乎上的一个问题 为什么计算机科学存在图灵机和Lambda 演算两种世界观，量子力学

2、中却存在着薛定谔图景、海森堡图景和狄拉克图景这三种世界图景？热力学第二定律热力学第二定律大型系统的熵总是在不断增加，屎山的形成是必然的 什么情况下熵不增加？可逆过程 如果不能控制熵增，能否控制熵增的地方？波粒二象性波粒二象性还原论：向下分解，识别重复原子，原子组装。离散个体的嵌套组合 连续模式的干涉叠加 是否可以通过类似波的叠加来产生新的结构？二二.XLangXLang要解决什么问题？要解决什么问题？粗粒度结构的整体性复用问题软件产品线工程中的可变性管理问题如何有效应对意料之外的变化?无需预设扩展点即可实现扩展细到单个属性的扩展范围，避免影响升级组件复用的困境组件复用的困境 复用：已有人工制品

3、的使用 复用A和B的公共部分，本质上是基于相同性 A和B的公共部分是比A和B都要小的 粒度越大越难找到一模一样的复用场景 临时性的相似关系如何被利用？除非存在万能的后悔药相同才可以复用 相关即可复用定制化开发的泥潭定制化开发的泥潭一个复杂的银行核心应用，部署到不同客户处时，如何在不修改基础产品源码的情况下，实现深度的二次开发?在长期演化的过程中，如何实现基础产品和定制版本的协同演化？三三.XLangXLang为什么可以解决这些问题为什么可以解决这些问题XLang引入差量概念，本质上是扩大了问题的解空间。原先不存在通用解的问题现在能通用求解了。现有的编程语言缺乏差量概念，它们的结构空间也无法定义

4、完善的差量运算。解决方法是提升抽象层次，引入更丰富的差量结构运算规则。第四代编程语言第四代编程语言抽象程度越低 结构空间越均一 结构空间越贫瘠机器语言 汇编 第三代编程语言抽象程度不断提高但是通用的抽象似乎已经被穷尽，要进一步提高抽象程度，需要引入领域特定的知识，这就导致抽象结果不再那么通用。编程范式的转换编程范式的转换面向语言编程范式：先定义DSL 用DSL去表达业务XLang不是DSL，而是支持快速开发和扩展DSL的元语言。XLang所关注的是过去、现在和未来所有可能的DSL所构成一个DSL结构空间中的统一的结构构造规律。图灵完备的第三条技术路线图灵完备的第三条技术路线Y=F(X)=(F0

5、+F1)(X0+X1)=F0(X0)+Delta 图灵机：固定机器，无限数据L演算：无限机器，固定数据 可逆计算：有限认知，微扰展开组件理论的进一步发展组件理论的进一步发展 面向对象：A B 面向组件：A=B+C 可逆计算:B=A+(-C)可扩展性等价于可扩展性等价于DeltaDelta差量运算差量运算X=A+B+CY=A+B+D=X+(-C+D)=X+Delta 模型驱动的补完计划模型驱动的补完计划App=Transformer(Model)模型和转换器都是已知的，应用是未知的未知=已知作为一个方程不可能长期平衡App=MDA+DeltaDockerDocker作为可逆计算的实例作为可逆计算

6、的实例App=DockerBuild union-fs BaseImage可逆计算理论早在2007年提出并用于实践，远远早于Docker的发布时间。Docker差量的最小粒度是文件，而XLang是深入到文件内部。可逆计算的技术路线可逆计算的技术路线Object =Map extends MapApp=Tree x-extends TreeApp=Delta x-extends Generator横向分解横向分解App=G+G+.App 流程，权限，每个DSL提供一个独立的特性维度App投影到特性向量空间，自然实现特性分解通过Delta补足现有DSL不充分