Unix 本身就是 DSL

前言

許多開發者認為語言設計、DSL（領域專用語言）、語言工具的建構過程過於抽象。然而，資訊界早已存在一個歷史悠久的 DSL 環境 —— Unix 命令列。

在深入學習 lexing、parsing、IR、codegen 等抽象的語言工程之前，不妨先花些時間探索 Unix 命令列，親身體驗「DSL」如何在日常操作中運作。

語法

在 Unix 世界裡，語法就是指令：

• Shell 內建指令與 POSIX 指令：可視為這個 DSL 的核心語法，通常不必刻意區分。
• AWK：功能更強的「進階語法」，適合處理文字與資料流。
• Make 等工具：帶有小型 DSL 的指令，形成特定情境下的子系統。
• Perl、Python、Ruby：屬於大型子系統，提供更通用的程式語言能力。

學習程式設計並不是要先讀完整本 language reference 才能開始寫程式。
Unix 亦然 —— 邊學邊用，才能真正進步。

REPL

在 Unix 世界裡，命令列本身就是 REPL：

• 這個 REPL 相較於多數程式語言的 REPL 危險許多，因為它會直接改變系統的一部分。
• Shell 語法可以直接輸入在命令列上，但通常不太實用。
• 在尚未熟悉 Shell 前，不要隨意修改設定檔，更不適合用設定檔來練習。
• 若想安全地探索這個 REPL，可以先下載一些外部資料，例如 Yahoo 個股或 ETF 的股價表，避免影響系統本身。

資料型態

在 Unix 這個 DSL 中，資料型態並不是核心重點 —— 幾乎所有東西都以字串形式存在：
指令、檔案名稱、目錄名稱，全都是字串。

由於 Shell 缺乏複合型態與資料結構，它並不適合用來撰寫演算法。
但這並非缺陷，而是設計上的本意：Shell 的角色在於操作系統，而非成為通用程式語言。

運算子

Unix 也有自己的一套「運算子」：

• Pipe (|)：用來串接多個指令，形成資料流的管線。
• 重導 (redirection)：決定資料流的方向，例如輸入、輸出或錯誤訊息。
• 判斷式 (predicate)：如 -z、-f、-d 等，用來檢查字串是否為空、檔案是否存在、路徑是否為目錄。
• 整數運算：雖然效能不佳，但在需要簡單計數時仍可派上用場。
• 浮點數運算：Shell 並未提供，因為這並非它的設計目的。

這些運算子讓 Shell 能夠靈活地編排系統操作，而不是專注於數值計算。

敘述

在 Unix 世界裡，指令本身就是敘述：

• 敘述可以只由一個指令構成。
• 也可以透過 pipe 串接多個指令，形成一個更長、更複雜的敘述。
• 每個敘述都會真實地改變系統的一部分，因為它直接操作底層環境。
• 雖然 Shell 並不是 functional language，但若小心設計，仍能區分哪些敘述具有 side effect，哪些則是純粹操作。

語法糖

在 Unix 中，語法糖就是 alias。
它適用於那些短到不值得包進腳本裡的單行敘述，讓常用指令更方便。

以下是一個常見的範例：

alias mv='mv -i'
alias cp='cp -i'
alias rm='rm -i'

alias ls='ls --color=auto -F'
alias grep='grep --color=auto'

alias ll='ls -lh'
alias la='ls -A'

透過 alias，我們能快速建立習慣化的指令組合，既省時又降低操作失誤的風險。

函式

Shell 也支援 函式，用來封裝並重複使用一段較長的敘述。以下是一個範例：

ABS_PATH ()
(
    cd -- "$(dirname -- "$1")" && printf '%s/%s\n' "$(pwd)" "$(basename -- "$1")"
)

這個函式會回傳指定檔案的絕對路徑，讓你在腳本或命令列中更方便地處理路徑問題。

模組

既然指令是 Unix 的語法，那麼 系統路徑 (PATH) 就可以視為「模組路徑」。
透過修改 PATH，我們能「引入」社群提供的指令，或是自己撰寫的 DSL，讓它們成為環境的一部分：

PATH="$PATH:$HOME/bin"
PATH="$PATH:$HOME/.plenv/bin"
PATH="$PATH:$HOME/opt/racket-9.2/bin"
PATH="$PATH:$HOME/src/ccrun"
PATH="$PATH:$HOME/src/ccwarn"
PATH="$PATH:$HOME/src/ocaml-clean-compile"
PATH="$PATH:$HOME/src/clean-artifact"
PATH="$PATH:$HOME/src/hanparse/bin"
PATH="$PATH:$HOME/src/chunk-spec/bin"
PATH="$PATH:$HOME/src/inplace"
PATH="$PATH:$HOME/src/serpctl/bin"
export PATH

eval "$(plenv init -)"

這樣一來，新的指令就能像模組一樣被「載入」到命令列環境中，與內建語法並肩運作。

DSL

在 Unix 中，命令列腳本本身就是一種 DSL。
腳本能創造新的指令，融入既有環境，與內建指令一同運作。
限於篇幅，這裡不深入介紹腳本語法的細節。

撰寫腳本是探索 Unix 命令列的核心技能。
掌握腳本後，就不再受限於內建「語法」，而能依照自己的習慣設計流程，讓環境更貼近需求。

舉例來說，ocaml-clean-compile 是一系列用來改善 OCaml 編譯流程的腳本。
原本 OCaml 在編譯時會產生大量暫存檔，必須手動刪除，非常麻煩。
這些腳本則會自動在暫存目錄中編譯程式碼，編譯完成後將執行檔傳回，並順手清理暫存目錄，讓流程更乾淨高效。

框架

Oh My Zsh 就是一個典型的 Shell 框架，但它僅能在 Zsh 環境下使用。

這類框架的好處在於：除了原有的「語法」，還能額外提供許多框架專屬的語法，確實能提升生產力。
然而，從 DSL 的角度來看，並不建議長期依賴「框架」。原因有二：

• 可攜性不足：依賴框架的腳本一旦脫離該框架就無法運作。
• 學習受限：過度依賴框架，會錯失將日常摩擦轉化為腳本的機會，難以累積屬於自己的 DSL。

因此，框架適合用來輔助，但真正的價值仍在於透過腳本打造屬於自己的命令列生態。

結語

Unix 命令列的本質是 Environment as a Language。
只要花一些時間學習如何撰寫腳本，就能大幅提升生產力，突破內建工具的限制，打造屬於自己的工作流程。

嘗試探索 Unix 命令列，體驗這個 internal DSL 所帶來的效率與彈性。
當你日後設計或使用其他 DSL 時，會更能理解並感受到 DSL 所帶來的生產力提升。

Unix vs DSL 對照表