Self

✍ dations ◷ 2025-08-29 06:17:14 #Self

Self语言，是一种基于原型的面向对象的程序设计语言，也是一个集成开发环境和运行环境，由David Ungar和Randy Smith，最初在1986年于施乐帕罗奥多研究中心设计。Self语言在Smalltalk的基础上，去除了变量，从而彻底体现了一切都是对象的风格。在实现Self系统的过程中，设计研究人员发展出了一种动态自适应编译技术。

Self语言把在概念上精简Smalltalk作为设计原则。它在把消息作为最基本的操作的同时，取消了类的概念，只有对象的概念。它把对象的特性，理解为获取或更改特性的这两种方法，从而把特性的概念简化为方法，即取消了变量及其赋值，并以通过消息来读槽和写槽的方式来取代之。Self提出了特质的概念，用动态绑定（英语：Late binding）实现了委托。

尽管Self系统一次运行在一个进程中，但实际上可以分成两个部分：Self虚拟机和Self世界（Self world）。Self世界是一个Self对象库，Self对象包括数据对象和方法对象，方法对象的代码部分，是用一种指令非常简单的字节码（bytecode）表示的，字节码由Self虚拟机来解释。当Self程序从终端、文件或者图形用户界面输入到系统之中时，Self系统把源程序解析转化为Self世界里的对象。

动态自适应编译技术的采用，提高了Self代码的执行效率。对经常执行的方法，虚拟机将进一步把字节码转化为本机代码。Self虚拟机还提供了一些可供调用的原语（英语：Language primitive），用来实现算术运算、对象复制、输入输出等。

Self也拥有一个图形用户界面Morphic，Self的编程环境，也是基于Morphic来实现的。Self在精简语言概念的同时，也把大量的工作转交给环境来处理，语言中的反射机制也同环境密切相关。

在1986年，David Ungar和Randy Smith在施乐帕罗奥多研究中心，提出了Self语言的最初设计，并在1987年的OOPSLA'87的论文《Self：简单性的能力》中给出了描述，此文在2006年被评为1986年到1996年间三个最有影响的OOPSLA论文之一。

1987年初，Craig Chambers、Elgin Lee和Martin Rinard，在Smalltalk上给出了Self的第一个实验性解释器。1987年夏，Self项目在斯坦福大学正式开始，1988年夏给出了第一个有效率的实现，并发布了1.0和1.1两个版本。1991年初，Self项目移至Sun微系统，并且在1992年发布了2.0版。1993年1月，Self 3.0版发布。

1995年7月，Self 4.0版发布。在这个版本中包括了一个全新的图形用户环境Morphic。在2016年发行了4.3版本并可运行在Mac OS X和Solaris上。在2010年发行了版本4.4，由最初团队的某些人和独立编程者形成的小组开发，它和所有后续版本可以运行在Mac OS X和Linux上。2014年1月发行了4.5版本。2017年5月发行了版本2017.1。

Self的发展基本已经停滞，但在发展Self过程中探索出的一些技术，在其他的系统中得到了应用。在Self的实现中采用的各种编译优化技术，直接导致了Java Hotspot虚拟机的产生；在Smalltalk的一个实现Squeak中，采用了Self图形用户界面Morphic的设计方案，放弃了Smalltalk-80中采用的MVC的方案。Self是对JavaScript编程语言设计有最主要影响者之一。

传统的基于类的面向对象语言，基于了根深蒂固的二元性：

例如，假设类Vehicle（车辆）的对象有一个“名字”，和进行各种动作的能力，比如“开车上班”和“运送建材”。Bob's car是类Vehicle的特定对象（实例），它的“名字”是“Bob's car”。在理论上，你可以向Bob's car发送消息，告诉它去“运送建材”。

这个例子展示了这种方式的一个问题：Bob的汽车，恰巧是一个跑车，在任何意义上都不能装载和运送建材，但这是建模Vehicle所必须拥有的能力。通过从Vehicle创建特殊化的子类，可产生一个更有用的模型；比如创建类SportsCar（跑车）和类FlatbedTruck（平板卡车）。只有FlatbedTruck的实例需要提供“运送建材”的机能；SportsCar的实例不适合这种工作，它只需要“快速行驶”。但是，这种深入建模在设计期间，需要更多的洞察力，洞察那些可能只在引起了问题时才显现出的事情。

这个问题是在原型（prototype）这个概念背后的动机因素之一。除非你能必然性的预测出一组对象和类，在遥远未来时所要有的质量，你不能恰当的设计好一个类的层级。程序最终需要增加行为，实在是太频繁了，而系统的很多节段将需要重新设计（或重新构建），来以不同的方式迸发出对象。早期的面向对象语言如Smalltalk的实验，显示出这种问题反反复复的出现。系统趋向于增长到一定程度后，就变得非常僵化，因为在编程者的代码下的深层的基本类，简直就像是逐渐变成了一个“错误”；没有变更原来的类的容易方式，就会出现严重的问题。

动态语言如Smalltalk，允许通过周知的按照类的方法进行这种变更；即通过改变类，基于它的对象就可以改变它们的行为。但是，进行这种变更必须非常小心，因为基于相同类的其他对象，可能把它当作“错误行为”：“错误”经常是依赖于场景的，这是脆弱基类（英语：Fragile base class）问题的一种形式。进一步的说，在静态语言如C++中，这里的子类可以从超类分别的编译，对超类的变更实际上可以破坏预编译的子类方法；这是脆弱基类问题的另一种形式，也是脆弱二进制接口问题（英语：Fragile binary interface problem）的一种形式。

在Self和其他基于原型的编程语言中，消除了在类和对象之间的这种二元性。不再有基于某种“类”的一个对象“实例”，在Self中，你可以复制一个现存的对象，并改变它。故而Bob's car可以通过制作现存的Vehicle对象的复本来创建，并增加“快速行驶”方法，建模它恰好是一辆保时捷911的事实。

主要用来制作复本的基本对象叫做“原型”。这种技术被称为是一种非常简化的机制。如果一个现存的对象或对象的集合，被证明是个不适当的模型，编程者可以简单的创建有正确行为的一个修改的对象，并转而使用它。使用现存对象的代码不会改变。

下面简要描述Self语言的语法和语义。

文字（英语：Literal (computer programming)）（literal）包括：数、用'包围起来的字符串对象，块和一般的对象。对象文字用圆括号来界定。在圆括号内，对象描述构成自竖杠|界定的一个槽列表，随后是在这个对象被求值时要执行的代码。例如：

 (| 槽1. 槽2 | 一些代码 )

槽（slot）是名字-值对，槽包含到其他对象的引用。槽列表由点号分隔的（可以为空的）一序列的槽描述符组成。在槽列表结束处的点号是可选的。槽描述符（descriptor）有两种：

在Self中没有单独的赋值运算。其他面向对象语言中的访问子方法对应数据槽，变异子方法对应赋值槽。假如myPerson对象中有个叫做name的数据槽，则通过myPerson name，可返回在这个槽中的值；如果它有对应的赋值槽name:，则通过myPerson name: 'foo'，可设置数据槽name的值为'foo'。

任何槽都可以通过增加星号后缀，来制成父槽。星号不是槽名字的一部分，在将名字与消息进行匹配时候忽略它。例如一个初始化了的可变的点可以定义为：

(|  parent* = traits point.    x <- 3 + 4.    y <- 5.|)

一个对象的代码是以点号分隔的一序列的表达式。尾随的点号是可选的。每个表达式有一系列的消息发送和文字组成。在一个对象的代码中最后的表达式，可以前导着指示返回的^算符。

一个真正的空对象，指示为(| |)或简单的()，它根本不接收任何消息。

方法（method）是除了参数槽及或（英语：And/or）局部槽之外，还包含代码的对象。参数（argument）槽名字开始于一个冒号，它不是槽名字的一部分，在将名字与消息进行匹配时候忽略它。参数槽总是只读的，并且不能对它们指定初始化者。下面例子是计算平方的方法对象：

(| :arg | arg * arg )

一个普通方法（简称方法），是不嵌入到其他代码之中的方法，它只能存放在只读槽中。普通方法总是有一个叫做self的隐含的父参数槽。Self的普通方法等价于Smalltalk的方法。

如果一个槽包含一个方法，在求值这个槽来响应发来的消息的时候，这个方法对象被浅层复制（英语：Object copying）（clone），从而新建它的一个活动（activation）对象，它包含这个方法的参数槽和局部槽；复制体的self父槽，初始化为这个消息的接收者；复制体如果有参数槽，将它们初始化为实际参数；在这个新的活动对象的上下文中，执行这个方法的代码。

作为语法约定，参数名字可以直接写在槽名字之后（不带前缀冒号），从而隐含的声明参数槽。例如下面的方法定义：