编程范式之面向对象、过程、函数式编程浅析

面向对象编程、面向过程编程、函数式编程等等,这些也许是大家经常会听到的术语,这些都是什么意思,干什么用,他们之间有什么区别和联系,这篇文章来给大家讲讲这些以及他们的编程思想,也许会给大家带来一些启示。

(本篇文章的观点仅代表本人观点,如有不对还请客气地指出!)

编程范式

编程范式(英语:Programming paradigm),(范即模范、典范之意,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。如:面向对象编程、面向过程编程、函数式编程、命令式编程等等为不同的编程范型。

面向对象编程:面向对象程序设计(Object Oriented Programming)作为一种新方法,其本质是以建立模型体现出来的抽象思维过程和面向对象的方法。模型是用来反映现实世界中事物特征的。任何一个模型都不可能反映客观事物的一切具体特征,只能对事物特征和变化规律的一种抽象,且在它所涉及的范围内更普遍、更集中、更深刻地描述客体的特征。通过建立模型而达到的抽象是人们对客体认识的深化。

面向过程编程:“面向过程”(Procedure Oriented)是一种以过程为中心的编程思想。这些都是以什么正在发生为主要目标进行编程,不同于面向对象的是谁在受影响。与面向对象明显的不同就是封装、继承、类。

函数式编程:函数式编程(programming paradigm)是种编程方式,它将电脑运算视为函数的计算。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(参数)和输出(返回值)。

命令式编程:命令式编程(英语:Imperative programming),是一种描述计算机所需作出的行为的编程典范。几乎所有计算机的硬件工作都是命令式的;几乎所有计算机的硬件都是设计来运行机器码,使用命令式的风格来写的。(此编程范式不是本篇文章讲述的重点,只是列出来和其它有个对比。)

上述几个术语的官方解释也许不是很好理解,看了术语解释先有一个大概的认识,接下来通过一些通俗易懂的话语和例子来讲述一下,理解不同编程范式都有一些什么思想以及优势。

For example:

我们要实现一个计算器的程序,输入(5+4)* 8 - 6后计算出结果值。

任何一种编程范式都可以实现该程序,但是思考和编写方式有着很大的不同。

面向过程编程

面向过程就是分析出解决问题所需要的步骤,然后用函数把这些步骤一步一步实现,使用的时候一个一个依次调用就可以了。

第一步、求5 + 4之和;

第二步、将第一步结果乘以8;

第三步、将第二步的结果减去6;

第四步、输出第三步的结果;

依次执行上面每个步骤即可得到最终值。

面向过程

分析

面向过程其实是最为实际的一种思考方式,就算是面向对象的方法也是含有面向过程的思想。可以说面向过程是一种基础的方法。它考虑的是实际地实现,一般的面向过程是从上往下步步求精,所以面向过程最重要的是模块化的思想方法。当程序规模不是很大时,面向过程的方法还会体现出一种优势。因为程序的流程很清楚,按着模块与函数的方法可以很好的组织。

函数式编程

函数式编程依靠的是不使用或不改变全局状态的函数,他们唯一使用的状态就是传给函数的参数。一个函数的结果通常被继续传给另一个函数。因此,程序通过函数之间传递状态,避免了全局状态的问题,也因此消除了由此带来的副作用和其他问题。

函数式

或者变换一种展示方式更容易理解

函数式

分析

函数式编程中没有赋值语句,因此变量一旦有了值就不会再改变。更通俗的讲,函数式编程没有副作用——除了结算结果,调用函数没有别的作用。这样消除了bug的一个主要来源,也使得执行顺序变得无关紧要。因为没有能够改变表达式值的副作用,可以在任何时候对它求值。由于能够在任何时候对表达式求职,所以可以用变量的值来自由替换表达式,反之亦然——即程序是“引用透明”的。

面向对象编程

面向对象是以功能来划分问题,而不是步骤和函数,因此我们关心的是计算器这个类,这个类有什么功能和属性。

面向对象编程

分析

面向对象的分析方法是利用面向对象的信息建模概念,如实体、关系、属性等,同时运用封装、继承、多态等机制来构造模拟现实系统的方法。传统的结构化设计方法的基本点是面向过程,系统被分解成若干个过程。而面向对象的方法是采用构造模型的观点,在系统的开发过程中,各个步骤的共同的目标是建造一个问题域的模型。在面向对象的设计中,初始元素是对象,然后将具有共同特征的对象归纳成类,组织类之间的等级关系,构造类库。在应用时,在类库中选择相应的类。

已经被证实的是,面向对象程序设计推广了程序的灵活性和可维护性,并且在大型项目设计中广为应用。 此外,面向对象程序设计要比以往的做法更加便于学习,因为它能够让人们更简单地设计并维护程序,使得程序更加便于分析、设计、理解。

总结

函数式相比于面向过程编程方式是进一步的提升,面向过程的特性就是解决一个问题,需要一步一步分析需要怎样,然后需要怎样,一步一步实现的。而函数式编程则引入了引用透明、不修改状态、无副作用的思想,这样的编程方式更易于代码简洁、并发和管理。

面向过程和函数式是具体的东西,而且面向过程和函数式是面向对象的基础。面向对象可以说是面向过程和函数式的抽象,比如汽车有开车,加减速和刹车,关于汽车的操作有好多,每一个都需要一个具体的过程来实现,把这些过程抽象的总结起来就可以形成一个类,这个类包括的汽车所有的东西,所有的操作。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 199,830评论 5 468
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 83,992评论 2 376
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 146,875评论 0 331
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 53,837评论 1 271
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 62,734评论 5 360
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,091评论 1 277
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,550评论 3 390
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,217评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,368评论 1 294
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,298评论 2 317
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,350评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,027评论 3 315
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,623评论 3 303
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,706评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,940评论 1 255
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,349评论 2 346
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 41,936评论 2 341

推荐阅读更多精彩内容