Как развивался Perl — необычный язык, созданный лингвистом для программистов
Язык программирования Perl создал Ларри Уолл (Larry Wall) в 1987 году, когда он работал системным программистом в американской компании Unisys. Цели, которые преследовал Ларри при разработке нового языка программирования, отражены в его названии — PERL, которое позднее стало расшифровываться как Practical Extraction and Report Language, то есть «практический язык извлечения «данных» и «создания» отчетов».
Одна из легенд о происхождении Perl гласит, что в то время уже существовал язык с таким названием, поэтому Ларри сократил название на одну букву, не изменив произношения. По иронии судьбы, сегодня тот язык не помнит никто, кроме историков, а Perl известен всему миру.
Хотя, по другой версии, Ларри назвал созданный им язык по имени своей невесты.
Ларри Уолл
На становление Perl повлияли языки Ada, Basic, Fortran, Lisp, Pascal и, конечно, язык C. Perl впитал в себя разные течения компьютерной науки: процедурное, модульное, функциональное и объектно-ориентированное программирование, макрообработку текста, а кроме этого — культуру ОС Unix, с ее богатым набором команд и утилит, стройной продуманной архитектурой и унифицированным подходом к представлению данных.
Наследие Unix
Решающее влияние на развитие языка Perl оказала среда Unix, в которой он разрабатывался. С самого начала эта операционная система создавалась небольшой группой программистов для самих себя. Поэтому принципы, заложенные в ней, ориентированы на удобство повседневного применения человеком: все делалось максимально функционально, кратко, единообразно. Например, большинство системных настроек хранится в обычном текстовом виде, так что их может читать и исправлять человек, вооруженный простым текстовым редактором.
Для тех, кто знаком с операционной системой Unix, этот материал не будет новым. Но многим программистам, работающим с MS-DOS и Windows, важно познакомиться с принципами программирования, основанного на инструментальных средствах (softwaretools), которое зародилось и развивалось вместе с ОС Unix. О них написали замечательную книгу известные программисты Брайан Керниган (Brian W. Kernighan) и Филип Плоджер (Philip Plauger). Вот основные положения этого подхода.
• Для решения некоторой задачи разрабатываются программы небольшого размера, каждая из которых выполняет одну функцию решаемой задачи.
• Поставленная задача решается путем взаимодействия небольших программ за счет последовательной обработки данных каждой из них.
• При разработке этих небольших программ следует ориентироваться на их максимально независимое использование, чтобы их можно было применять для решения других задач. Таким образом, постепенно создаются инструментальные средства (ИС) для дальнейшего универсального применения.
• Большинство инструментальных средств разрабатываются в виде программ, представляющих из себя фильтры, которые читают поток данных из стандартного ввода и записывают обработанные данные в стандартный вывод.
• Объединение инструментальных средств в приложения производится средствами командного языка ОС: перенаправление ввода-вывода, создание программных конвейеров (направление выходного потока одной программы на вход другой).
• Основным форматом хранимых данных для инструментальных средств выступают текстовые файлы, одинаково хорошо подходящие для программной обработки и чтения их человеком.
• Для эффективной обработки слабо структурированной текстовой информации применяются регулярные выражения.
Благоприятные факторы
Язык быстро распространился среди пользователей сети Usenet. Несмотря на то, что в операционной системе (ОС) Unix, для которой был создан Perl, уже имелись многочисленные и разнообразные средства для обработки текстовой информации (awk, csh, grep, sed и другие), новый язык полюбился огромному числу системных администраторов и программистов. Он был легок в изучении и применении: синтаксис похож на С, Perl-программы не требовалось предварительно компилировать, исходные тексты было легко модифицировать. А самое главное — это был действительно очень практичный язык: с его помощью легко решалось большинство повседневных задач — от самых простых до очень сложных.
Активно пользуясь языком Perl, программисты из разных стран направляли Ларри Уоллу предложения добавить в него новые возможности или улучшить имеющиеся. Постепенно Perl превратился из средства обработки текстов в среде Unix в мощную универсальную систему программирования. В середине 1990-х годов, по мере развития интернета, Perl стал излюбленным инструментом web-мастеров для создания динамических сайтов и Internet-программирования.
Благодаря своим мощным встроенным средствам работы с текстовыми данными Perl широко используется для обработки информации в форматах HTML и XML.
Perl стал непременным компонентом любой поставки ОС семейства Unix (например, FreeBSD, Linux или Solaris). Кроме этого, к настоящему времени Perl реализован практически для всех современных аппаратных платформ (суперкомпьютеры, RISC, Macintosh, PC, наладонные компьютеры) и операционных систем (AIX, Linux, MacOS, MS-DOS, NetWare, OS/2, QNX, Solaris, Windows, VMS и так далее).
Это дает возможность легко переносить популярные Perl-программы из одного операционного окружения в другое. (К слову сказать, примеры к этому курсу лекций проверялись под операционными системами SuSE Linux 10.0, MS Windows XP Professional SP2, и MS Pocket PC 2003Premium Edition v. 4.20).
Несомненно, его широкому применению способствовало и то, что он распространяется бесплатно на условиях одной из лицензий: либо GNU GeneralPublic License (GPL), либо Artistic License — на выбор. Но главное, что в нем есть все средства, чтобы отлично выручать профессионалов и неопытных программистов, когда требуется быстро решать разные системные и прикладные задачи — от самых простых до весьма сложных. В результате Perl стал одним из самых успешных проектов движения open source (с открытыми исходными кодами) — наряду с Apache, Linux, PHP и Python.
Необычный язык программирования
Принципы разработки Perl сильно отличаются от применявшихся в программировании до этого. Новаторский характер языка был связан с уникальными особенностями личности автора, Ларри Уолла, и его разносторонними интересами.Во время обучения в университете Ларри Уолл получил лингвистическое образование. Кроме того, он занимался программированием и работал в университетском компьютерном центре.
Возможно, главная заслуга Ларри как автора Perl заключается в том, что ему удалось создать язык, учитывающий свойства и принципы естественного языка: ситуативную многозначность конструкций, разумную избыточность (и за счет этого стилевое разнообразие), максимальную адаптированность к различному уровню знаний носителей языка, гибкость и выразительность синтаксических средств. Все это придает особый творческий вкус самому процессу «сочинительства» на этом языке.
Пишущие о языке Perl невольно употребляют термины «идиома», «метафора», «синоним», «контекст» и т.п., обычно применяемые к естественным языкам. А сам Ларри Уолл, описывая язык Perl, широко пользуется лингвистическими терминами: существительное, глагол, предложение, единственное и множественное число, местоимение.
Выдающийся лингвист Б.Л. Уорф заметил: «Язык формирует наш способ мыслить и определяет, о чем мы можем думать». Эту же мысль подтверждает Дж. Бентли в книге «Жемчужины творчества программистов», описывая случай, когда именно особенности языка программирования APL натолкнули разработчика на оригинальное решение задачи с массивами. В этом смысле Perl как язык для воплощения замыслов программиста, не сковывает фантазию разработчика, дает ему максимальную свободу самовыражения, а иногда даже подсказывает нестандартные решения.
В качестве недостатков языка упоминают:
- отсутствие механизма статической типизации;
- избыточность языковых средств;
- отсутствие модульности;
- «извращенную» реализацию ООП.
Лингвистические принципы Perl
Человеческие языки тяготеют к использованию ограниченного набора конструкций для выражения разных значений и их повторному применению в различных контекстах. В соответствии с этим принципом, в Perl одни и те же конструкции языка имеют различный смысл, а их однозначное понимание определяется контекстом использования.
Принцип контекста тесно связан с предыдущим. Контекст используется в естественных языках для правильной интерпретации смысла выражения. Подчиняясь этому принципу, в языке Perl, например, многие функции возвращают одно значение или список в зависимости от контекста вызова: требует ли синтаксис выражения единичного или множественного значения.
Принцип смыслового подчеркивания в естественных языках служит для привлечения внимания к важной части высказывания. При этом выделяемая часть обычно ставится в начало предложения. В Perl программист может воспользоваться этим принципом для акцентирования смысла, выбрав простое предложение с модификатором или условную конструкцию, например:
$we→shall (do ($it)) if $you→want ($it); # или
if $you→want ($it) { $we→shall (do ($it)) }
Принцип свободы в естественных языках предполагает, что всегда есть несколько вариантов выражения одной и той же мысли. Как и в естественных языках, в Perl одного и того же результата можно достичь несколькими способами, используя различные выразительные средства языка. Это так называемый принцип TIMTOWTDI- сокращение читается «Тим Тоуди» и расшифровывается как «There is more than one way to do it»: «есть более одного способа сделать что-то». В соответствии с ним каждый разработчик выбирает тот вариант языковой конструкции, который больше подходит ему в конкретной ситуации, больше соответствует его стилю или уровню знания языка.
Подобный подход полностью противоположен строго формальному взгляду на языки программирования, когда главными целями разработки становятся однозначность и минимизация языковых конструкций. Но с точки зрения психологии и языкового мышления «лингвистический подход» во многом более продуктивен, как это ни парадоксально! Ведь он стимулирует творчество, привлекая человеческий опыт применения естественного языка, — и писать программы на Perl становится увлекательно и интересно. Наверное, поэтому программирующие на Perl так любят словечко «fun» (весело, забавно).
Первые версии и «Верблюжья книга»
Ларри Уолл начал разработку Perl в 1987 году, когда работал программистом в Unisys. Версия 1.0 была выпущена и анонсирована 18 декабря 1987 года как «замена» для awk и sed».
Perl 2 был выпущен в 1988 году. Основным нововведением в нём был переработанный механизм регулярных выражений.
Perl 3, выпущенный в 1989 году, получил возможность обрабатывать потоки двоичных данных.
Изначально, единственной документацией для Perl была единственная (огромной длины) man-страница. В 1991 году была выпущена книга «Programming Perl» (известная многим программистам как «Верблюжья книга» (Camel Book) из-за изображения на обложке), которая, де-факто, стала стандартом языка.
В то же самое время, версия языка была «поднята» до 4 й — не столько чтобы указать на значительные изменения, сколько чтобы обозначить, что эта версия языка документирована книгой. Perl 4 прошёл через серию релизов, остановившись на Perl 4.036 в 1993 году.
Perl 5
Разработка Perl 5 была начата в 1994 году. В то же время был создан список рассылки perl5-porters для координации работы над портированием Perl 5 на различные платформы. Он до сих пор остаётся основным форумом по разработке, обслуживанию и портированию Perl 5.
Perl 5.000 был выпущен 17 октября 1994 года. Он включал в себя полностью переписанный интерпретатор, а также много новых языковых возможностей, таких, как объекты, ссылки, локальные переменные (my $var_name) и модули. Особенно важной частью были модули, так как они предоставили механизм расширения языка без модифицирования интерпретатора. Это позволило стабилизировать интерпретатор, но при этом, дало возможность обычным Perl-программистам добавлять в язык новые возможности. Perl 5 находится в активной разработке по сей день.
Perl 5.001 был выпущен 13 марта 1995 года. Perl 5.002 увидел свет 29 февраля 1996 года с новой поддержкой прототипов. Это позволило авторам модулей создавать функции, которые вели себя так же, как и встроенные функции Perl. Версия Perl 5.003 появилась 25 июня 1996 года и устранила обнаружившиеся проблемы с безопасностью.
Одно из важнейших событий в истории Perl 5 случилось за пределами собственно языка и было следствием поддержки модулей. 26 октября 1995 года начала свою работу CPAN (Comprehensive Perl Archive Network — «всеобъемлющая сеть архивов Perl»), которая стала репозиторием модулей Perl, а также исходного кода самого языка. На данный момент сеть насчитывает более 25 000 модулей, созданных более чем 8000 программистами.
Perl 5.004 был выпущен 15 мая 1997 года и содержал, кроме всего прочего, пакет UNIVERSAL, который давал языку основной объект, от которого автоматически происходили все классы. Была также включена возможность запрашивать версию модулей. В дополнение к этому Perl стал поддерживать Microsoft Windows, а также ряд других операционных систем.
Perl 5.005 увидел свет 22 июня 1998 года. Этот релиз включал в себя несколько улучшений процессора регулярных выражений, новые перехваты в бэкенд с помощью модулей B::*, оператор кавычек qr// для регулярных выражений, большой выбор других новых модулей, а также поддержку ряда операционных систем, в частности, BeOS.
2000-е годы
Perl 5.6 был выпущен 22 марта 2000 года. Главные изменения включали поддержку 64-битных систем, представление строк в стандарте Юникод, поддержку больших файлов (файлы больше 2 Гб) и ключевое слово our. Во время разработки Perl 5.6 было принято решение изменить схему наименования версий на более близкую к другим проектам с открытым исходным кодом. За версией 5.005_63 следовала версия 5.5.640; согласно плану, версиям в разработке должны были присваиваться нечётные номера, стабильным версиям — чётные.
В 2000 году Ларри Уолл выступил с призывом к сообществу активно обсуждать предложения к следующей версии Perl. Результатом этого обсуждения стал361 документ RFC (Request for Comments — «запрос комментариев»), которые были использованы в разработке Perl 6.
В 2001 году была начата работа над окончательным документом, подводящим итог предложениям к созданию нового поколения Perl. Результат был представлен не в виде формального документа, а в качестве сводки всех RFC. К этому времени Perl 6 существовал исключительно в виде описания языка.
Perl 5.8 был впервые выпущен 18 июля 2002 года и с этого времени получал ежегодное обновление. Последняя версия Perl 5.8, под номером 5.8.9, увидела свет 14 декабря 2008 года. Perl 5.8 улучшил поддержку Юникода, добавил новую реализацию ввода-вывода, добавил поддержку многопоточности, увеличил числовую точность и добавил несколько новых модулей.
В 2004 году началась работа над Синопсисом (Synopsis) — первоначально задуманном как ряд документов, подводящих итоги окончательного документа, упоминавшегося выше. Однако постепенно этот ряд документов и стал спецификацией Perl 6. В феврале 2005 года Отриус Тан начала работу над Pugs — интерпретатором Perl 6, написанном на Haskell. Это было первой настоящей попыткой воплотить Perl 6 в реальность. Эта попытка заглохла в 2006 году.
Когда тебе за 20
18 декабря 2007 года, в день 20-летней годовщины Perl 1.0, была выпущена версия Perl 5.10.0. Эта версия содержала в себе ряд заметных нововведений, приближающих её к Perl 6. Одними из таких нововведений стали новые операторы switch (названных «given»/«when»), обновление регулярных выражений, а также «умный» оператор совпадения »~~».
«Жемчужный» юбилей
Примерно в это же время всерьёз началась разработка новой реализации Perl 6, известной как Rakudo Perl, разработанной в связке с виртуальной машиной Parrot. С ноября 2009 года Rakudo Perl регулярно обновляется каждый месяц и является на данный момент самой полной реализацией Perl 6.
Значительное изменение процесса разработки Perl 5 произошло после появления Perl 5.11. Сообщество разработчиков перешло на ежемесячный цикл выпусков, с планированием даты выпуска на три месяца вперёд.
12 апреля 2010 года Perl 5.12.0 был представлен общественности. Выдающиеся нововведения включают в себя поддержку нового синтаксиса package NAME VERSION, оператор Yada Yada (служащего для маркировки кода-заполнителя, который ещё не реализован), полное решение «проблемы 2038 года» (Y2038), перегрузку операторов регулярных выражений, поддержку DTrace (фреймворка динамической трассировки), а также полную поддержку стандарта Unicode 5.2.
7 сентября 2010 года был выпущен Perl 5.12.2, а 21 января 2011 — Perl 5.12.3. Эти выпуски содержат обновление модулей, а также некоторые изменения в документации. Версия 5.12.4 выпущена 20 июня 2011. Последняя версия этой ветви, 5.12.5, выпущена 10 ноября 2012.
Крайняя пятилетка
14 мая 2011 выпущен Perl 5.14. Поддержка JSON стала встроенной, начиная с версии 5.14.2. Последняя версия этой ветви, 5.14.4, выпущена 10 марта 2013.
20 мая 2012 выпущен Perl 5.16. Значимым новшеством является возможность указать нужную версию Perl, которую надо эмулировать, позволяя пользователям обновить Perl, но сохранить работоспособность старых скриптов, которые иначе стали бы несовместимыми с новой версией. Ядро Perl 5.16 поддерживает Unicode 6.1.
18 мая 2013 выпущен Perl 5.18. Значимые нововведения включают новые зацепки dtrace, лексические функции, увеличение числа включенных в ядро функций, пересмотр реализации хешей из соображений безопасности, поддержка Unicode 6.2.
27 мая 2014 года была выпущена новая стабильная версия — Perl 5.20.0. Разработка велась примерно 12 месяцев, начиная с Perl 5.18.0, и содержит примерно 470 000 изменённых строк среди 2900 файлов от 124 авторов.
В декабре 2015 года вышел Perl 5.22.1. Разработка велась 6 месяцев.
9 мая 2016 года была выпущена новая стабильная версия языка программирования Perl 5.24.0. Разработка велась примерно 11 месяцев, начиная с Perl 5.22.0, и содержит примерно 360 000 изменённых строк среди 1800 файлов от 77 авторов.
Согласно данным на июль 2016 года, индекс TIOBE, который измеряет рост популярности языков программирования, показал, что Perl занимает 9 место: 
Это на 2 позиции выше, чем в прошлом году.
Perl 6
Как отмечается в «Википедии», Perl 6 — очередная версия языка программирования Perl (с точки зрения строения, Perl 6 удобнее рассматривать как самостоятельный язык программирования). Является революционным развитием языка, последний написан практически «с чистого листа». Впервые за всю историю Perl разработка новой версии была начата с написания спецификаций, которые претерпевают изменения и по сей день.
Perl 6, компилируя программу, создаёт байт-код, который в дальнейшем исполняет виртуальная машина. Тот же подход применяется в технологиях Java и .NET Framework.
Фактически, можно говорить о новом языке, имеющим с предыдущей версией Perl общие корни, но не совместимом с ней, хотя в спецификациях предполагался режим совместимости.
Разработка Perl 6 началась в 2000 году и продолжается и по сей день.
Изначально Perl задумывался, как инструмент, по быстродействию сравнимый с откомпилированными Unix-утилитами. Быстрота работы должна была обеспечиваться за счет того, что исполняющая система Perl читает исходный текст Perl-программы и компилирует его «на лету», затем сразу интерпретирует откомпилированную программу.
Ларри Уолл в шутку провозгласил три главных добродетели программиста: лень, нетерпение и самомнение. По его мнению, Perl спроектирован так, чтобы соответствовать этим качествам разработчика.
