5.3 详解变量—— 动态类型

变量是什么？变量有哪些特征呢？学习编程的过程，就是深化理解变量的过程。
先说变量是什么？变量是代号。
在数学中，你写下一个小写的英文字母“ f ”，这个 f 可以是数字 5 ，也可以是一个函数式 f = n * n + 1 ，还可以是一个曲面，或者是一个逻辑蕴涵关系…数学里，我们把常用的符号约定俗成，比如π代表圆周率，∑表示求和。
编程语言的产生，建立在数学的基础上。在汇编语言的时代，一条语句
 LD  x,37H ，
其中的 LD 是操作码，代表一种操作；x 和 37H 是操作数，是被操作的对象。无论是 LD ，还是 x 和 37H ，对于机器来说，都只是符号。
后来，编程语言发展成两大类，一类函数式语言，一类命令式语言。命令式语言将操作数演化成现在我们熟悉的变量，将操作码演化成方法（或叫函数），对变量执行各种操作。面向对象编程又将基本变量和方法封装在一起，成为一个更复杂的变量——对象。但是，在一个类中仍然区分基本变量和方法。函数式语言则不同，一开始的函数式语言不区分变量和方法，一切都是表（list），表就是能够不断分解成单个元素的数学符号。表可以是变量，可以是方法。后来的有些函数式语言，吸取了命令式语言的语法，也区分变量和方法。
也有一些命令式语言，融合了函数式语言的语法， Ruby 就是这样的语言，变量和方法区分得不很明显。
其次，说一说变量有哪些特征呢？
1). 变量有名字；
2).变量代表的那个事物应该有一个可以用数学度量的值；长度，面积，速度大小，磁场强度…
3).为了区别事物，我们将事物分成几个基本类型。所以，代表不同类型的事物，变量也就有了不同的类型。
4). 事物总是有产生到消亡的一个过程，因此，代表事物的变量，也就有了生命期。计算机科学，是一门将时间转换成空间的科学。在程序中，我们把变量的生命期，称之为变量的作用域。
变量名，变量值，变量类型，变量的作用域，是我们学习命令式语言不可回避的几个要素。
如果你是一门编程语言的设计者，仔细考虑一下，上面四个要素，对于编程语言的使用者都是必须的吗？
作为一个使用者，1).  2). 是必须的。至于类型、生命期，与我何干？某个变量，我使用一下就丢弃了，要我操心太多，还不如我从头设计呢。
由编译内核（或解释内核）在运行时刻来判断变量类型的语言，叫动态类型语言。
变量既然是代号，那么可以代表数字，文字（字符串），代码序列（块，闭包），一段程序（文件）…在运行中，变量能够随时代表不同的事物，而不管事物是什么类型，这种语言，叫弱类型语言。这里的“弱”，是指弱化了类型的概念，不理会类型的差异。
Ruby 语言还是有基本类型。至于变量作用域，纯粹的函数式语言中是没有这个概念的。Ruby 中是有变量作用域概念的，还记得变量名前缀字符吗？实际应用中，有时会比较复杂，使用闭包时就知道了。
Ruby 语言中，一切都是对象，变量是不是对象呢？变量不是对象，变量只是引用某个对象的时候，你看到的一个代号而已。
Ruby 是动态类型语言，不用给任何变量指定数据类型，解释器会在你第一次赋值给变量时，在内部将数据类型记录下来。请看程序E5.3-1.rb ：

ruby 代码

#   E5.3-1.rb
a=5
b="hh"
puts  "a = #{a}"
puts  "b = #{b}"

运行结果：
>ruby E5.3-1.rb
a = 5
b = hh
>Exit code: 0 

Ruby 语言中，一个变量被赋予了某个数据类型的值，在程序中你可以随时再赋予这个变量其它数据类型的值。请看程序 E5.3-2.rb ：

 ruby 代码

#   E5.3-2.rb
a=5
print "a = ",a,"    ", a.class, "\n"
a="hh"   # a: 5 --> "hh"
print "a = ",a,"    ", a.class, "\n"

 运行结果：
>ruby E5.3-2.rb
a = 5    Fixnum
a = hh    String
>Exit code: 0

相对于 Java， Ruby 对于变量的使用给予了你很大的自由。在 Java 中，编译的时候，就完成了类型匹配的检测，这属于前期绑定； Ruby 是在运行中检测，检测类型匹配吗？不是检测类型匹配，而是检测语法，只要与语法定义不矛盾，就能通过。 Ruby 的动态类型特点是一把双刃剑，熟手游刃有余，生手常常伤着自己。在没有了编译器查错的日子里，又没有完全驾驭 Ruby 之前，如何避免常常出错呢？有一个下口之处，就是死盯住变量的命名。用一些有意义的名字，不必太长，但是应该少用单字符，除非是循环指针变量。你也许认为我自己能看懂就行了，这是十分有害的想法。在一个项目组中，程序员是要彼此相互沟通合作的。当坏习惯养成后，要改是很难的。

完整阅读，请看我写的 Ruby语言中文教程all in one