《编程范式游记》读书笔记
2022-08-21 16:35:53 0 举报AI智能生成
介绍一些常见的编程范式，提升对编程语言的理解深度
作者其他创作
大纲/内容
前言
编程语言的主要作用
屏蔽底层机器代码的实现，让程序员可以更为关注于业务逻辑
编程语言是机器代码和业务逻辑的粘合层
一门编程语言在设计时需要trade-off的问题
程序执行效率：让程序员可以控制更多底层的灵活性，保障代码执行效率
程序编码效率：屏蔽更多的底层细节，可以更简单快速的实现业务逻辑
不同的语言在设计上都会做相应的取舍
C语言偏向于让程序员可以控制更多的底层细节，并保障执行效率
Java 和 Python 则让程序员更多地关注业务功能的实现
C++ 是两者都想要，导致语言在设计上非常复杂
泛型编程范式
类型系统
编程语言一般会有两种类型
内建类型：如 int、float 和 char 等
抽象类型：如 struct、class 和 function 等
类型系统提供的主要功能
程序语言的安全性
使用类型可以让编译器侦测一些代码的错误
利于编译器的优化
代码的可读性
抽象化：让程序设计者以较高层次的方式思考
使用整型或是浮点型来取代底层的字节实现
将字符串设计成一个值，而不是底层的字节数组
将真实世界中的学生信息设计为student类，而不是一堆的内建类型：姓名(char[])、年龄(int)、....
......
每个语言都需要一个类型系统和类型检查
静态类型语言：编译期检查
动态类型语言：运行期检查
类型的本质
类型是对底层内存布局的一个抽象
不同的类型会有不同操作
内存的分配、释放和访问
比较操作，I/O 操作，复制操作，......
特有的一组操作
类型带来的问题
不同的类型需要不同的代码来实现一套相同的算法（逻辑）
泛型编程
屏蔽掉类型（数据和操作数据）的细节，让算法更为通用
让程序员更多地关注算法，而不是在算法中处理不同的类型
函数式编程范式
函数式编程的特点
Stateless（无状态）：函数不维护任何状态
Immutable（不可变）：输入数据是不可变的
函数式编程的优点
并发安全
可重入
函数式编程的缺点
数据复制比较严重
编程的抽象度更大，编程的思维方式很特别，实现方式上不容易理解
函数式编程的思维方式：do what
过程式编程范式叫做指令式编程（Imperative Programming）
关注点是：how to do
函数式编程范式叫做声明式编程（Declarative Programming）
关注点是：do what
函数式语言的三套件
Map、Reduce 和 Filter
函数式的 pipeline 模式
面向对象编程范式
面向对象的编程有三大特性：封装、继承、多态
对象作为程序的基本单元，将程序和数据封装其中
对象里的程序可以访问及修改对象相关联的数据
提高了软件的可重用性、灵活性和可扩展性
面向对象的两大核心理念
依赖“接口”，而不是“具体实现”
“Program to an ‘interface’, not an ‘implementation’.”
优先采用“组合”，而不是“继承”
“Favor ‘object composition’ over ‘class inheritance’.”
“继承”是为了“多态”，而不是“代码重用”
基于原型（Prototype）的编程范式
基本概念
没有class（类），只有实例（对象）
所以也被叫做：基于实例的编程
面向对象编程：构造实例是通过构造函数
原型编程范式：构造实例
复制已有的对象
扩展空对象
基于原型的系统提倡运行时进行原型的修改
该编程范式的主流语言是 JavaScript
逻辑编程范式
代表语言：Prolog
逻辑编程范式的特点
不需要关心程序的控制，也不需要关心具体的实现算法
只需要给出可以用于推导的规则和相关的事实
问题就可以被通过逻辑推导来解决掉
编程本质
Programs（程序） = Algorithms（算法） + Data Structures（数据结构）
Algorithm（算法） = Logic（业务逻辑） + Control（控制逻辑）
Program（程序） = Logic（业务逻辑） + Control（控制逻辑） + Data Structure（数据结构）
编程的本质
Logic（业务逻辑）才是真正有意义的解决问题（What）
Control（控制逻辑） 只是影响 Logic（业务逻辑） 的效率（How）
代码复杂度的原因
Logic（业务逻辑）的复杂度决定了代码的复杂度
Logic（业务逻辑）的复杂度 + Control（控制逻辑）的复杂度 ==> Programs（程序）的混乱不堪
绝大多数程序复杂混乱的根本原因：Logic（业务逻辑）与 Control（控制逻辑）的耦合
通过各种技术来解耦 Logic、Control 和 Data Structure， 是写出好程序的关键所在
编程范式
标准化协议
State Machine
DSL
......
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