编程范式 | 青训营笔记

莫_辞
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编程语言

机器语言

第一代计算机（1940年代末至1950年代初）：第一代计算机使用的是机器语言，这种语言是二进制的，非常难以阅读和编写

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  • 甚至一开始他是通过线缆来控制的

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汇编语言

汇编语言（1950年代中期）：为了使程序员能够更容易地编写代码，汇编语言被发明了出来。汇编语言是一种更高级别的机器语言，使用助记符来代替二进制代码，使程序员能够更容易地编写和阅读代码

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中级语言

中级语言是介于机器语言和高级语言之间的一种语言。它通常是一种可移植的高级语言，但在执行时被转换成机器语言。中级语言具有比高级语言更接近机器语言的特点，因此它们通常比高级语言更快，但比机器语言和汇编语言更易读和编写。一些常见的中级语言包括C语言和C++语言

C:"中级语言"过程式语言代表

  • 可对位，字节，地址直接操作

    • 代码中的*(&x) = 20;语句可以直接修改变量x的值，说明C语言可以对位、字节、地址进行直接操作

  • 代码和数据分离倡导结构化编程

    • 代码中的#include <stdio.h>语句引入了标准输入输出库，说明C语言倡导代码和数据分离，支持结构化编程

  • 功能齐全：数据类型和控制逻辑多样化

    • 代码中声明了整型变量x和字符指针变量str，使用了printf函数进行输出，说明C语言的数据类型和控制逻辑非常多样化，功能齐全

  • 可移植能力强

    • 代码中使用了标准输入输出库，这使得代码可以在不同的平台上运行，说明C语言具有很强的可移植能力

C++:面向对象语言代表

  • C with Classes

    • C++最初是作为C语言的一种扩展，其基本语法与C语言相同，但增加了类、继承、多态等面向对象的特性，因此C++也被称为C with Classes

  • 继承

    • 代码中的class Student : public Person语句定义了一个Student类，它继承自Person类，这说明C++支持继承的特性

  • 权限控制

    • 代码中的public、protected和private关键字用来控制成员变量和成员函数的访问权限，这说明C++支持权限控制的特性

  • 虚函数

    • 代码中的virtual void sayHello()语句定义了一个虚函数，这说明C++支持虚函数的特性。虚函数可以实现多态，即在运行时根据对象的实际类型来调用相应的函数

  • 多态

    • 代码中的void sayHello() override语句实现了函数的重写，这说明C++支持多态的特性。在运行时，如果调用的函数是虚函数，那么实际调用的函数将根据对象的实际类型来确定

JavaScript

  • 基于原型和头等函数的多范式语言

    • 过程式

      • JavaScript最初被设计为一种过程式的脚本语言，它可以在Web浏览器中嵌入HTML页面，实现动态交互效果

    • 面向对象

      • JavaScript是一种支持面向对象编程的语言，它支持类、对象、继承、封装等面向对象的特性。JavaScript中的对象是动态的，可以随时添加或删除属性和方法

    • 函数式

      • JavaScript是一种支持函数式编程的语言，它的函数可以作为一等公民，可以赋值给变量，可以作为参数传递给其他函数，可以作为返回值返回给其他函数

    • 响应式

      • JavaScript可以通过DOM操作实现响应式编程，可以实现页面元素的动态更新，与用户的交互效果等

高级语言

高级语言是一种人类易于理解和使用的计算机语言。它使用自然语言的形式来描述问题，而不是使用机器语言或汇编语言。高级语言通常具有较高的可读性和可维护性，使程序员能够更容易地编写和修改代码。一些常见的高级语言包括Java、Python和JavaScript等

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思维导图总结

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编程范式

程序语言特性

  1. 是否允许副作用
  2. 操作的执行顺序
  3. 代码组织
  4. 状态管理
  5. 语法和词法

编程范式

  • 命令式：命令式编程是一种以计算机执行的命令为中心的编程范式，它主要分为面向过程和面向对象两种形式

    1. 面向过程

      • 面向过程是一种以过程为中心的编程方式，它将问题分解为一系列步骤，通过函数的调用来实现程序的功能。面向过程的代码通常是一系列的命令，描述了计算机执行的具体步骤

    2. 面向对象

      • 面向对象是一种以对象为中心的编程方式，它将数据和函数封装在一起，通过对象的交互来实现程序的功能。面向对象的代码通常是一系列的对象，描述了程序中的实体和它们之间的关系

  • 声明式：声明式编程是一种以描述问题为中心的编程范式，它主要分为函数式和响应式两种形式

    1. 函数式

      • 函数式编程是一种以函数为中心的编程方式，它将计算视为函数的应用，通过函数的组合来实现程序的功能。函数式的代码通常是一系列的函数调用，描述了计算的过程

    2. 响应式

      • 响应式编程是一种以数据流为中心的编程方式，它将数据和函数封装在一起，通过数据的变化来触发函数的执行，实现程序的功能。响应式的代码通常是一系列的数据流，描述了数据的变化和处理

过程式

自顶向下

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调用的过程

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结构化编程

结构化编程是一种以结构为中心的编程范式，它主要关注程序的可读性、可维护性和可扩展性，通过一系列的结构化的控制流程来组织程序的逻辑。

结构化编程的主要特点是：

  1. 顺序结构：程序按照顺序执行，从上到下依次执行每一条语句。
  2. 选择结构：程序根据条件选择执行不同的语句，包括if语句、switch语句等。
  3. 循环结构：程序通过循环执行一组语句，包括for、while、do-while等循环语句。

结构化编程的优点在于：

  1. 代码清晰：结构化编程通过一系列的结构化控制流程来组织程序的逻辑，使得代码更加清晰易懂。
  2. 可维护性高：结构化编程使得代码的逻辑更加清晰，易于维护和修改。
  3. 可扩展性强：结构化编程使得程序的逻辑更加清晰，易于扩展和添加新的功能。

结构化编程是现代编程语言的基础，几乎所有的编程语言都支持结构化编程。结构化编程的思想也是面向对象编程、函数式编程等其他编程范式的基础。

面向对象

封装

  • 将数据和行为封装在一个对象中，通过访问控制来保护对象的数据和行为，防止外部对象直接访问和修改

  • 封装的目的是隐藏对象的实现细节，提供一个统一的接口来访问对象的数据和行为，增加对象的安全性和可靠性，同时也提高了程序的可维护性和可扩展性

继承

多态

不同的结构可以进行接口共享，进而达到函数复用

基于上面的Person类和Student类，创建了一个printInfo函数，用于打印对象的信息。这个函数接受一个Person或Student对象作为参数，根据对象的类型，打印不同的信息 我们定义了一个printInfo函数，用于打印对象的信息。这个函数接受一个Person或Student对象作为参数，根据对象的类型，打印不同的信息。在函数中，我们使用了instanceof关键字，判断对象的类型，实现了多态

依赖注入

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