动态语言

在动态类型语言去掉类型二字，就成了动态语言，比方说不少地方都说python是动态语言，其实只是它的动态性比较多一些而已，很多所谓的静态语言也有动态性，只是没有那么明显，因此动态语言是一个很含糊的词，一般而言就是随主流的认识，比如python，ruby是动态语言，C，java是静态语言等

动态性不适合修饰语言，适合修饰一些语法特性，简单的说，静态就是编译期可以决定的一些事情，而动态就是运行期才能决定的事情，比如C++，普通函数调用是编译期决定得，虚函数的调用则是运行期决定，编译期只能输出一段查表的代码，具体查到哪个函数来调用，是根据运行时情况来决定，另外还有java的基类向派生类做类型转换、instanceof等，不过，这些操作不是很费时。python的动态性就更加灵活，比如动态类型，实时增减变量和属性等

很多动态语言的动态体现在，绝大多数机制都是在运行期实现，对编译期来说只是简单得把代码转换成字节码，字节码也只是描述“做什么”而不是非常具体的“怎么做”，举一个python的例子：

class A:   
    pass   
A().f()

这当然会报错，因为A类没有f方法，但是我们可以再这样：

class B:   
    def f(self):   
        print self   
A.__bases__ = (B,)   
A().f()

指定B为A的基类，这样一来，最后调用f就成功了，而且打印出的是A()这个对象。这个例子的表现在C++和java中是不可想象的，因为后者都是必须现有基类，然后才从基类派生出子类，而python则显示了面向对象更本质的东西，一个子类不一定要依赖基类的存在，实际上它只是想以自己为参数去调用基类的接口而已（或访问数据，不过python的实现中，对象数据部分是子类对象自己的，但能访问基类的静态数据，实际就是类对象的属性），因此，子类可以先于基类存在，然后等有了基类后，再认爹也不迟（后续还可以随时换爹），子类对象调用方法时候，先在自己这里找，找不到就去基类找，再找不到就去基类的基类（如果有的话），最终还找不到，就只好报错了。实际上C++和java在也干这个事情，只不过是静态的，找不到会编译报错

因此可以认为，动态性就是把要编译期做的事情，放在运行期做，实现更强的灵活性，这样所付出的代价就是效率问题，上面这个找方法的就比用虚表慢很多了，因为python中的属性，是用名字和值对应的dict来存的，比如我们可以这样：

class A:   
    pass   
a = A() #{}   
a.a = 123 #{"a" : 123}   
a.b = 456 #{"a" : 123, "b" : 456}   
del a.a #{"b" : 456}

动态给对象增减属性，实现机制就是注释写的，a对象自己维护了一个dict，key就是变量名，value是变量的值，这样一来，我们就可以实时地根据变量名字符串来找到对应的值，比如getattr(a, "cc")，相当于a.cc。所以在python里面对于对象属性访问，就是拿个字符串去hash表里面查，查不到的话就报错，自然这里涉及字符串hash和比较了

引申一个问题，字符串比较最普通的算法很多人都会写，大概是这个样子（C代码）：

for (int i = 0; a[i] || b[i]; ++ i)   
{   
    if (a[i] != b[i])   
    {   
        return a[i] - b[i];   
    }   
}   
return 0;

现在问，这个算法的时间复杂度是多少

我问过不少人这个问题，80%以上的都说O(N)，这个答案算不上错，但也不全对，事实上，在最坏情况下是O(N)，平均则是O(1)！平均情况的证明如下： 假设有a和b两个字符串，每个字符的取值可能是c，则随机输入下，对于上述算法过程中某一对字符而言，只有1/c的概率是相等的，会进入下一次循环，有(c-1)/c的概率是直接返回，因此比较一次就返回的概率是(c-1)/c，比较两次返回的是(c-1)/c^2……比较k次返回的概率是(c-1)/c^k，这是个收敛级数，因此比较次数平均趋向一个常数，c/(c-1) 还可以从另一个角度来看，假设俩字符串随机且长度无穷，设比较次数的期望值为E，则若第一对字符相等，从第二对字符开始的比较次数期望也是E，有方程E=(c-1)/c+(E+1)/c，解得E=c/(c-1)

不过回到python的变量名查找这个问题，如果代码没有bug，那就应了最坏情况，因为几乎每次属性访问的时候，属性都存在的，python在这里做了两点优化： 一，字符串的hash值只计算一次，保存在字符串对象的头结构里面，这样省去了每次反复计算，因为python的字符串是不可变对象，所以可以这么做 二，属性相关的字符串有intern机制，简单说就是维护一个字符串表，对有些字符串，保证其全局唯一，这样一来就不用strcmp了，直接比较两个字符串对象的地址即可，地址一样则内容肯定一样，因为就是一块内存，当然地址不同内容不一定不同，所以实际是先比较地址，地址不同了再调用strcmp，运行时再通过动态修改，逐步加速执行速度，如果代码本身动态性不强（少用getattr这类），则几乎用不到strcmp 不过，这样做还是有一个hash表操作，速度上还是不如静态类型语言了

另外需要特殊说明的是局部变量，全局变量因为可以看做是模块的属性，实现方式和上面说的相同，而局部变量是做了进一步优化的，因为对于一个函数来说，不能从外部直接引用其局部变量，所以，内部都优化成tuple了，这是一个特例，编译的时候可以区分开来。并不是在用到的时候根据实际情况来找名字，比如：

i = 456   
def f():   
    print i   
    i = 123   
    print i

第一个print会执行出错，因为这个i是局部变量，这时候还没赋值，并不是像很多初学者想的那样先打印全局的i再打印局部，这里为了效率牺牲了动态性（或者作者认为这种动态性没有必要）