Uma vis�o Geral sobre Linguagens de Programa��o Din�micas (LPD)

Muito se comenta nos meios de comunicaç�o especializados em desenvolvimento de software presentes na internet como blog, f�rum, site, etc. sobre linguagens de programaç�o din�micas ou simplesmente linguagens de script. Alguns falam que a linguagem �A� � melhor que a �B�, que a �C� � mais r�pida que a �B�, que ambas s�o apenas �fogo de palha� e que n�o vingar�o, etc. Mas quase ningu�m se pergunta qual o verdadeiro prop�sito desse tipo de linguagem? Quando devo utiliz�-la e quando n�o devo? O que tem de diferente em relaç�o �s linguagens tradicionais? Etc.

Nos pr�ximos par�grafos quero compartilhar com voc�s o que sei sobre esse novo tipo de linguagem de programaç�o, que n�o chega a ser t�o recente assim na vida dos desenvolvedores, e que agora ganhou destaque por conta dos frameworks de desenvolvimento �geis como Ruby on Rails, Grails, etc.

Começarei comentando sobre o protocolo MOP (Meta Object Protocol) que a maioria das LPDs implementam no seu core, suas principais caracter�sticas e quais as vantagens e desvantagens de utiliz�-las em seu projeto.

Meta Object Protocol (MOP)

O que diferencia uma linguagem (orientada a objeto) din�mica de uma n�o din�mica s�o 2 aspectos fundamentais: Introspecç�o e Interseç�o.

Introspecç�o ou Reflex�o: � a habilidade que uma linguagem tem de fazer com que seus objetos ou classes consigam ler seus atributos. � esse aspecto que nos permite saber quais atributos ou m�todos fazem parte de uma determinada classe.
Interseç�o: � a habilidade que uma linguagem tem de poder alterar o comportamento de um determinado objeto em tempo de execuç�o. � esse aspecto que nos permite fazer um binding de um m�todo para um objeto ou classe.

O protocolo MOP introduz em uma linguagem de programaç�o o suporte a introspecç�o e interseç�o atrav�s do armazenamento do estado de seus objetos ou classes em meta-objeto ou meta-classe associados a cada uma das entidades em quest�o.

Algumas linguagens implementam o MOP parcialmente, como � o caso do Java que � puramente introspectiva para dar suporte a API Reflection, outras linguagens implementam por completo como � o caso do Python, Scala, Ruby, Smalltalk e Groovy.

Os recursos do MOP permitem que as novas linguagens de programaç�o possam agregar funcionalidades extras � mais flex�veis �s funcionalidades j� presentes nas linguagens de programaç�o tradicionais, � o caso da programaç�o orientada a aspecto (AOP) que s� � poss�vel em linguagens de programaç�o que implementam esse protocolo.

As principais caracter�sticas das LPDs

A seguir, relaciono as principais caracter�sticas das LPDs que diz respeito, principalmente, � simplicidade de codificaç�o e �s funcionalidades alternativas em relaç�o �s linguagens de programaç�o tradicionais orientada a objeto.

Tipagem Din�mica

A tipagem din�mica consiste em preservar o desenvolvedor de especificar o tipo de dados de uma vari�vel, atributo ou retorno de m�todo. Esse recurso nem sempre � eficiente, dependendo do problema em quest�o, pois os tipos de dados s�o resolvidos em tempo de execuç�o podendo, inclusive, ocasionar erros de parse. Tipagem din�mica no Ruby:

local = "Vari�vel Local"
@estatico = "Vari�vel de Inst�ncia "

Closures

Closure s�o dados que referenciam uma funç�o e podem acessar vari�veis locais e n�o locais que estejam no escopo externo a sua invocaç�o. Closure no JavaScript:

var funcaoClosure = function (msg) {
	alert(msg);
};

function executaClosure(closure) {
	closure(�Mensagem par�metro de um closure�);
}

executaClosure(funcaoClosure);

Sobrecarga de Operador (Operator Overloading)

� um caso espec�fico de polimorfismos onde o desenvolvedor pode modificar o comportamento padr�o de um determinado operador da linguagem. Sobrecarga de Operador no Groovy:

class A {
	def value

	public A(value) {
		this.value = value
	}

	def plus(b) {
		return �soma de $ com ${b.value}�
	}
}

println new A(�B�) + new B(�B�) // imprime: soma de A com B

Sintaxe nativa para array e map

As LPDs possuem uma sintaxe pr�pria para array e map. Dessa forma n�o � necess�rio usar operadores para criar esses elementos deixando a desenvolvimento ainda mais r�pido � intuitivo. Sintaxe nativa para array e map no Smalltalk:

#(1 2 3 4 5)
#(um:1 dois:2 tres:3 quatro:4 cinco:5)

M�todos helpers para coleç�es

As LPDs possuem m�todos utilit�rios que auxiliam o desenvolvedor nas operaç�es comuns realizadas nessas estruturas de dados. Alguns dos m�todos helpers mais comuns s�o:

each - Permite iterar sobre uma coleç�o com um closure.
find - Encontra a primeira ocorr�ncia definida em um closure.
findAll - Encontra todas as ocorr�ncias definida em um closure.
collect - Para cada elemento da coleç�o executa o closure e o resultado retorna em uma nova coleç�o.
join - Concatena o valor dos itens da coleç�o com uma string.

M�todos Helpers no Groovy

[1, 2, 3].each { 
	item -> print "$-" 
}

def value = [1, 2, 3].collect { 
	it * 2 
} 
// retorna 2

def value = [1, 2, 3].find { 
	it > 1 
}
// retorna 2

def value = [1, 2, 3].findAll { 
	it > 1 
}
// returna 2 e 3

Operador de navegaç�o segura

Muitas LPDs disponibilizam um operador para evitar erro de nullable object. Operador de navegaç�o segura em Groovy:

def value = object?.name

Express�o dentro de String

Para facilitar a exibiç�o ou concatenaç�o de informaç�es em uma string muitas LPDs permitem embutir express�es dentro de uma string. Express�o dentro de String no Groovy:

def email = �email@email.com.br <mailto:email@email.com.br>�
println �EMAIL: $�

Eval

Toda LPD apresenta um recurso para resolver express�es em tempo de execuç�o. Esse recurso � o mais importante, o que d� sentido a din�mica da linguagem de programaç�o al�m de aumentar a flexibilidade. Geralmente chama-se Eval a classe ou o m�todo com esse recurso. Eval em Groovy:

println Eval.me('2 * 4 + 2')
// retorno 10

Vantagens das LPDs

A maioria das vantagens desse tipo de linguagem � a simplicidade de codificaç�o e as funcionalidades alternativas aos recursos j� oferecidos nas linguagens de programaç�o (orientada a objeto) tradicionais. Dentre essas vantagens podemos destacar:

Clareza na sintaxe da linguagem: V�rios recursos dispon�veis nas LPDs reduzem a quantidade de c�digo e simplificam a sintaxe, dentre eles podemos destacar a tipagem din�mica onde a declaraç�o de uma vari�vel se resume apenas ao seu nome e valor.
Facilidade em trabalhar com coleç�es: Com os m�todos helper e closure as operaç�es sobre coleç�es se tornam muito mais amig�veis.
Flexibilidade em poder executar express�es em tempo de execuç�o: Recurso muito importante e �til no desenvolvimento, pois voc� n�o fica amarado em ter que compilar sempre o c�digo caso exista uma mudança de express�es, ou ainda, voc� pode executar c�digos din�micos que podem, inclusive, estar armazenados em bandos de dados como f�rmulas para c�lculos, etc.
Expans�o das funcionalidades da linguagem: Atrav�s do recurso de sobrecarga de operadores, voc� pode mudar completamente o comportamento de uma classe.
Invocaç�o din�mica de m�todos com closure: Voc� pode chamar um m�todo de forma din�mica mapeando a chamada para um closure, recurso esse que os framework de desenvolvimento �geis utilizam a vontade, como � o caso do Grails que possui m�todos din�micos como findBy* (qualquer atributo da classe) e findAll*(qualquer atributo da classe) para permitir consultas no banco de dados atrav�s da API Hibernate.
Novos conceitos e paradigmas: Com os recursos das LPDs novos conceitos e paradigmas de desenvolvimento de sistema surgiram ou foram poss�veis de implementaç�o como o caso da programaç�o por convenç�o, programaç�o orientada a aspecto, etc.

Desvantagens das LPDs

Sem d�vida as desvantagens das LPDs s�o poucas, uma vez que elas possuem as funcionalidades tradicionais de toda linguagem de programaç�o, al�m de possuir as caracter�sticas espec�ficas de uma linguagem de programaç�o din�mica. Confesso que foi dif�cil achar desvantagens relacionado � sua estrutura como linguagem de programaç�o, foi mais f�cil achar desvantagens fora desse escopo.

Mudança de Sintaxe - Muitos recursos das LPDs apresentam um novo padr�o de sintaxe, que pode ser uma dificuldade para os novos usu�rios, mas que com o tempo pode se acostumar sem nenhum problema.
Novos paradigmas - Com a popularidade desse tipo de linguagem de programaç�o novos conceitos e paradigmas foram surgindo e com eles a dificuldade de adaptaç�o e aceitaç�o para aqueles tipos de usu�rio mais apegados as linguagens tradicionais.
Maior custo de processamento - Com os recursos din�micos como tipagem din�mica, parse em tempo de execuç�o, closure, etc. e �bvio que o custo de processo tende a aumentar em relaç�o �s linguagens de programaç�o tradicionais, mas s�o pontos que se equiparam em detrimento aos benef�cios que esses recursos traz para os desenvolvedores, al�m de n�o ser um ponto cr�tico por conta da evoluç�o dos hardwares nos �ltimos anos.

Conclus�o

Assim como no paradigma de programaç�o orientada a objeto, entenda as linguagens din�micas como uma herança das linguagens de programaç�o tradicionais, elas n�o est�o ai para substituir as funcionalidades que todo desenvolvedor sabe, mas sim proporcionar funcionalidades alternativas para que o trabalho de desenvolvimento de sistema possa ser feito de maneira flex�vel, simples, claro e objetivo. As LPDs est�o ai, ganhando cada vez mais mercado, e n�o s�o mais promessas, mas sim realidade e n�o podem passar despercebidas, pois os ventos est�o levando para esse lado e pode ser que num futuro bem pr�ximo se torne o que a programaç�o tradicional � hoje. O Java 8 vem ai, pesquise e veja quais as novas funcionalidades dessa vers�o, qualquer semelhança n�o ser� mera coincid�ncia.

Refer�ncias:

Gregor Kiczales, Jim des Rivieres, Daniel G. Bobrow (1991) - The Art of the Metaobject Protocol.
Groovy - Groovy.
Dynamic Programming Language - Wikipedia. Acessado em: 05/04/2011.
Groovy (Programming Language) - Wikipedia. Acessado em: 05/04/2011.
Smalltalk - Wikipedia. Acessado em: 05/04/2011.
Python (Programming Language) - Wikipedia. Acessado em: 05/04/2011.