文章目录
  1. 1. 例子
    1. 1.1. 命令式编程
    2. 1.2. 声明式编程
    3. 1.3. 函数式编程
    4. 1.4. 其他

编程范型或编程范式(英语:Programming paradigm),(范即模范之意,范式即模式、方法),是一类典型的编程风格,是指从事软件工程的一类典型的风格(可以对照方法学)。如:函数式编程、程序编程、面向对象编程、指令式编程等等为不同的编程范型。

编程范型提供了(同时决定了)程序员对程序执行的看法。例如,在面向对象编程中,程序员认为程序是一系列相互作用的对象,而在函数式编程中一个程序会被看作是一个无状态的函数计算的串行。

正如软件工程中不同的群体会提倡不同的“方法学”一样,不同的编程语言也会提倡不同的“编程范型”。一些语言是专门为某个特定的范型设计的(如Smalltalk和Java支持面向对象编程,而Haskell和Scheme则支持函数式编程),同时还有另一些语言支持多种范型(如Ruby、Common Lisp、Python和Oz)

很多编程范型已经被熟知他们禁止使用哪些技术,同时允许使用哪些。 例如,纯粹的函数式编程不允许有副作用[1];结构化编程不允许使用goto。可能是因为这个原因,新的范型常常被那些惯于较早的风格的人认为是教条主义或过分严格。然而,这样避免某些技术反而更加证明了关于程序正确性——或仅仅是理解它的行为——的法则,而不用限制程序语言的一般性。

编程范型和编程语言之间的关系可能十分复杂,由于一个编程语言可以支持多种范型。例如,C++设计时,支持过程化编程、面向对象编程以及泛型编程。然而,设计师和程序员们要考虑如何使用这些范型元素来构建一个程序。一个人可以用C++写出一个完全过程化的程序,另一个人也可以用C++写出一个纯粹的面向对象程序,甚至还有人可以写出杂揉了两种范型的程序。

例子

命令式编程

是一种描述电脑所需作出的行为的编程范型。命令“机器”如何去做事情(how),这样不管你想要的是什么(what),它都会按照你的命令实现。

大部分的编程语言都是指令式的。java、c、c++、rubby等都属此类。

实例:

var numbers = [1,2,3,4,5]
var doubled = []
for(var i=0; i<numbers.length; i++) {
    var newNumber = numbers[i]*2;
    doubled.push(newNumber);
}
console.log(doubled) //=> [2,4,6,8,10]

我们直接遍历整个数组,取出每个元素,乘以二,然后把翻倍后的值放入新数组,每次都要操作这个双倍数组,直到计算完所有元素。

声明式编程

它描述目目标性质,让电脑明白目标,而非流程。告诉“机器”你想要的是什么(what),让机器想出如何去做(how)。声明式编程不用告诉电脑问题领域,从而避免随之而来的副作用。而指令式编程则需要用算法来明确的指出每一步该怎么做。

声明式编程通常被看做是形式逻辑的理论,把计算看做推导。声明式编程因大幅简化了并行计算的编写难度

声明式编程通过函数、推论规则或项重写(term-rewriting)规则,来描述变量之间的关系。它的语言运行器(编译器或解释器)采用了一个固定的算法,以从这些关系产生结果。

声明式编程语言通常用作解决人工智能和约束满足问题。

声明式语言包括数据库查询语言(SQL,XQuery),正则表达式,逻辑编程,函数式编程和组态管理系统。

实例:

var numbers = [1,2,3,4,5]
var doubled = numbers.map(function(n) {
    return n * 2
}
console.log(doubled) //=> [2,4,6,8,10]

上面我们用 Array.map 函数,map 利用当前的数组创建了一个新数组,新数组里的每个元素都是经过了传入map的函数(这里是function(n) { return n*2 })的处理。

map函数所作的事情是将直接遍历整个数组的过程归纳抽离出来,让我们专注于描述我们想要的是什么(what)。注意,我们传入map的是一个纯函数;它不具有任何副作用(不会改变外部状态),它只是接收一个数字,返回乘以二后的值。

函数式编程

或者函数程序设计,又称泛函编程,是一种编程范型,它将电脑运算视为数学上的函数计算,并且避免使用程序状态以及易变对象。函数编程语言最重要的基础是λ演算(lambda calculus)。而且λ演算的函数可以接受函数当作输入(引数)和输出(传出值)。

和命令式编程相比,函数式编程强调程序的执行结果比执行过程更重要,倡导利用若干简单的执行单元让计算结果不断渐进,逐层推导复杂的运算,而不是设计一个复杂的执行过程。

函数式编程中最古老的例子莫过于1958年被创造出来的LISP了,透过 LISP,可以用精简的人力。较现代的例子包括Haskell、Clean、Erlang和Miranda等。

特性:支持闭包和高阶函数,支持惰性计算(lazy evaluation)。使用递归作为控制流程的机制。加强了引用透明性。没有副作用。Java 8中也开始引进函数式编程。

其他

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  1. 1. 例子
    1. 1.1. 命令式编程
    2. 1.2. 声明式编程
    3. 1.3. 函数式编程
    4. 1.4. 其他