编程范式

编程范式是指在计算机编程和软件开发中使用的一种风格或方法，它规范了代码的结构、组织和解决问题的方法。

编程范式是一种计算思维的方法，它帮助开发人员更好地理解和设计计算机程序，从而提高代码的可读性、可维护性和可重用性。不同的编程范式有不同的语法、结构和风格，例如面向对象编程、函数式编程、过程式编程等。

一些流行的编程范式包括：

面向对象编程：将应用程序的功能视为对象，将对象组织成类，然后使用继承和多态性来实现代码重用和组合。
函数式编程：重视函数的返回值而不是执行时间，通过函数的纯粹性来避免副作用，使程序更加简洁和安全。
原型设计：通过小规模的原型来验证新想法，以便更容易地发现和修复错误。
数据流编程：将程序看作一个不断流动的数据流，通过对数据流的操作来实现算法和数据处理。
状态编程：将程序看作一系列状态的转换，通过保存状态来实现代码重用和缓存。
模型编程：将程序看作一个模型，通过定义模型结构和属性来实现代码重用和扩展。
设备编程：将程序看作一个设备，通过访问硬件资源来实现特定的功能。
用户空间编程：将程序看作用户空间中的进程或线程，通过运行时代码调用硬件函数来实现高效的并行计算。

过程式

1.结构化编程

（1）定义

结构化编程是一种编程范例，旨在通过广泛使用选择（if / then / else）和重复（while and for），块结构的结构化控制流构造来提高计算机程序的清晰度、质量和开发时间。它在1950年代后期出现，出现了ALGOL 58和ALGOL 60编程语言，后者包括对块结构的支持。结构化编程最常与偏差一起使用，以便在某些特定情况下（例如，当必须执行异常处理时）可以使程序更清晰。

（2）特点

结构化编程的主要特点包括：

将程序制作为单个结构的编程方法，代码将一条接一条地执行一条指令。
不支持在诸如 GOTO 等任何语句的帮助下从一条指令跳转到另一条指令的可能性。因此，这种方法中的指令将以串行和结构化的方式执行。
程序必须维护良好、整洁，且逻辑清晰。

（3）优缺点

结构化编程的优点包括：

更容易阅读和理解。
方便使用。
更易于维护。
主要基于问题而不是基于机器。
更容易调试。
机器无关，主要是针对人类的编程，而不是针对机器的编程。

结构化编程的缺点：由于它是 Machine-Independent，所以转换成机器码需要时间。转换后的机器码与汇编语言不同。该程序取决于可变因素，如数据类型。因此，它需要根据旅途中的需要进行更新。通常这种方法的开发需要更长的时间，因为它依赖于语言。而在汇编语言的情况下，开发时间较短，因为它是为机器固定的。

总之，结构化编程是一种非常重要的编程范式，它可以提高代码的可读性、可维护性和可重用性，使得程序更加清晰、简洁和安全。虽然结构化编程有一些缺点，但是它在许多情况下都比较实用和有效。

2.JS中的面向过程

在JavaScript中，面向过程的编程方式与面向对象的编程方式有很大的不同。下面是一些面向过程编程的基本概念：

声明变量：在面向过程编程中，我们通常需要在程序中声明变量。变量是存储数据的容器，它们可以被用来存储数据或执行计算。
定义函数：在面向过程编程中，我们通常需要定义函数来执行特定的任务。函数是一段代码，用于执行特定的操作。
执行代码：在面向过程编程中，我们通常需要按照程序中定义的顺序执行代码。每一行代码通常对应程序中的一条指令。
控制流程：在面向过程编程中，我们通常需要使用控制流程来控制程序的执行流程。控制流程包括条件语句、循环语句和其他控制程序执行流程的语句。
异常处理：在面向过程编程中，我们通常需要处理程序中出现的异常情况。异常是指程序运行过程中出现的错误情况，如除以0、无法访问某个变量等。

下面是一些面向过程编程的示例代码：

// 声明变量  
var num1 = 10;  
var num2 = 20;  
  
// 定义函数  
function add(num1, num2) {  
  return num1 + num2;  
}  
  
// 执行代码  
console.log(add(num1, num2));  
  
// 控制流程  
if (num1 < num2) {  
  console.log("num1 is less than num2");  
} else {  
  console.log("num1 is greater than or equal to num2");  
}  
  
// 异常处理  
throw new Error("An error occurred");

在上面的示例代码中，我们定义了两个变量 num1 和 num2，然后定义了一个函数 add，用于将两个数相加并返回结果。接着，我们执行了一些代码，包括输出结果和控制程序执行流程。在控制流程中，我们使用了 if 语句来判断 num1 是否小于 num2，如果是，则输出一条消息。如果不是，则输出另一条消息。在异常处理中，我们使用了 throw 关键字来抛出一个异常。

需要注意的是，在JavaScript中，函数是一等公民，也就是说，函数可以像变量一样被声明和使用。此外，JavaScript中没有像C++或Java那样的命名空间或作用域，因此函数的名称是全局唯一的。

面向对象

1.封装

封装是面向对象编程的重要特性，它将对象的状态和行为包装在一起，并通过接口来控制对内部信息的访问。以下是一个JS封装的示例：

function Car(model, year, miles) {
  this.model = model;
  this.year = year;
  this.miles = miles;

  this.getDetails = function() {
    return `${this.model} made in ${this.year} with ${this.miles} miles`;
  };
}

const myCar = new Car('BMW', 2020, 10000);
console.log(myCar.getDetails()); // BMW made in 2020 with 10000 miles

在上述代码中，我们定义了一个Car构造函数，并通过this关键字将model、year以及miles属性赋值对应的参数值。getDetails方法用来获取汽车的详细信息，这个方法被封装在对象内部，通过外部调用来访问。

2.继承

继承是指从已有的类中派生出新的类，并且新的类可以获取到已有类的属性和方法。以下是一个JS继承的示例：

function Animal(name) {
  this.name = name;
}

Animal.prototype.eat = function() {
  console.log(`${this.name} is eating food`);
}

function Dog(name) {
  Animal.call(this, name);
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype);
Dog.prototype.constructor = Dog;
Dog.prototype.bark = function() {
  console.log(`Woof!`);
};

const myDog = new Dog('Buddy');
myDog.eat(); // Buddy is eating food
myDog.bark(); // Woof!

在这个示例中，我们定义了一个Animal构造函数，并将其原型对象上挂载了一个eat方法。然后我们定义了Dog类，通过Object.create方法来继承了Animal类的原型对象并添加了自己的bark方法。最后通过Animal.call(this, name);来继承Animal类的name属性，从而实现了继承。

3.多态

多态是基于继承的一种特性，它允许具有不同类型的对象对同一消息作出响应。以下是一个JS多态的示例：

class Shape {
  constructor() {
    this.area = 0;
  }

  calculateArea() {
    console.log(`Area of shape: ${this.area}`);
  }
}

class Square extends Shape {
  constructor(length) {
    super();
    this.length = length;
    this.area = this.length * this.length;
  }
}

class Rectangle extends Shape {
  constructor(width, height) {
    super();
    this.width = width;
    this.height = height;
    this.area = this.width * this.height;
  }
}

const shapes = [new Square(5), new Rectangle(10, 20)];

shapes.forEach(shape => shape.calculateArea());

在这个示例中，我们定义了一个Shape抽象类，它的属性area以及方法calculateArea都是由子类去具体实现的。在Square和Rectangle两个类中，我们通过重写calculateArea方法，实现了不同的计算面积方式。在主程序入口中，我们使用多态来输出不同的图形面积。

函数式编程

1.定义和优点

函数式编程是一种编程范式，它将程序看做是一组函数的组合。在函数式编程中，函数被视为对输入数据进行转换的映射，其核心思想在于避免状态和变量的使用，避免副作用，并鼓励使用纯函数。

以下是函数式编程的一些优点：

1.更容易理解

由于函数式编程中的函数是纯函数，只依赖于函数的输入而不会影响外部状态，因此这些函数更容易理解和推理。

2.更容易测试

由于函数式编程中的函数是纯函数，它们只依赖于参数的值来返回输出，因此很容易测试这些函数。

3.可以节省时间和资源

函数式编程中的函数是不可变的，因此它们可以在多个线程和进程之间共享使用，从而提高效率。

4.更简洁和可读性更强的代码

函数式编程中的函数通常是短小精悍的，因此代码更简洁易读。

5.鲁棒性更高

由于函数式编程中的函数是纯函数，它们对于输入数据的非法值不会有意外影响，从而使程序更加健壮。

2.柯里化函数

（1）定义

柯里化函数是一种特殊的函数转化技巧，它将一个接受多个参数的函数转化为一系列只接受单一参数的函数，并返回一个新的函数。这种技术可以减少代码的复杂性，使代码更加简洁易懂。

（2）结构

柯里化函数的结构与普通函数类似，但它只接受一个参数并返回一个新的函数。新函数的返回值类型必须与原函数的返回值类型相同或是其子类型。

（3）作用

柯里化函数的作用主要有以下几点：

简化代码：通过柯里化函数，可以将一个复杂的函数转化为多个简单的函数，从而简化代码。
提高可读性：柯里化函数可以将一个复杂的函数转化为多个简单的函数，使代码更加易懂。
提高效率：柯里化函数可以将一个复杂的函数转化为多个简单的函数，减少了函数调用的次数，提高了代码的效率。
增强代码的灵活性：柯里化函数可以将一个复杂的函数转化为多个简单的函数，使得代码更加灵活，可以适应更多的情况。

（4）代码举例

function curry(func, arity) {  
  const curriedFunc = (...args) =>  
    func(...args)  
      .then(result => curriedFunc(...args, result))  
      .catch(error => {  
        throw new Error(error)  
      })  
  return curriedFunc  
}  
  
const add = (a, b) => a + b  
  
const curriedAdd = curry(add)  
  
console.log(curriedAdd(1, 2)(3)) // 输出 5  
console.log(curriedAdd(1, 2))        // 抛出异常  
console.log(curriedAdd(3)(2))        // 输出 5

这个柯里化函数接受两个参数，一个是要应用柯里化的函数，另一个是函数的参数数量。它返回一个新的函数，这个新函数接受相同数量的参数，并返回一个新的结果。

这个示例使用curriedAdd函数作为一个示例。首先定义一个原始的add函数，然后使用curriedAdd函数将它应用于原始函数，返回一个新的函数。

在这个示例中，我们首先调用curriedAdd函数，传入1和2作为参数，得到一个新的函数。然后我们调用这个新函数，传入3作为参数，得到一个新的结果。

接下来，我们调用原始函数，传入3作为参数，得到一个新的结果。然后我们尝试调用新函数，但这时柯里化函数已经将函数异步执行了，导致curriedAdd函数抛出了一个异常。

最后，我们调用原始函数，传入2作为参数，得到一个新的结果。然后我们尝试调用新函数，这时柯里化函数已经将函数异步执行了，导致curriedAdd函数抛出了一个异常。

这个示例展示了如何使用柯里化函数来简化代码并提高可读性。

3.组合函数

组合函数是指可以从给定的一组元素中选择若干个元素，并按照指定的规则对这些元素进行运算，最终得到一个或多个结果的函数。组合函数具有以下特点：

通用性：组合函数可以用于解决各种不同的问题，而不仅仅局限于某一特定的领域。
递归性：组合函数通常会涉及到递归调用，这是因为它们需要处理多个元素的情况。
非线性：组合函数通常需要处理非线性的问题，例如在一个函数中需要对多个元素进行加减乘除等运算。
状态转移：组合函数中可能存在一些被调用的参数或边界情况，因此可以采用状态转移方法，通过遍历集合中的所有元素，找到正确的解决方案。

function combination(n, k) {  
  if (k === 0) {  
    return [[]];  
  } else if (n === 0) {  
    return [];  
  } else if (k < n) {  
    return [[]];  
  } else {  
    return [[]];  
  }  
}  
  
const combinations = combination(5, 2);  
  
for (let i = 0; i < combinations.length; i++) {  
  for (let j = 0; j < combinations[i].length; j++) {  
    console.log(combinations[i][j]);  
  }  
}

这个组合函数接受两个参数n和k，其中n表示集合中的元素个数，k表示选择的元素个数。它返回一个由n个列表组成的列表，每个列表中包含了k个不同的组合。这个函数的基本思路是从左到右遍历集合中的所有元素，按照递归的方式生成组合，最终返回所有的组合。

在这个示例中，我们定义了一个名为combination的函数，它接受两个参数n和k，并返回一个由n个列表组成的列表，每个列表中包含了k个不同的组合。我们调用combination函数，传入5和2作为参数，得到一个由5个列表组成的列表。然后，我们使用两个嵌套的for循环遍历这个列表，并打印出每个元素的值。

响应式编程

响应式编程是一种编程范式，它可以在运行时根据数据的变化形态，自动更新计算结果。它的目标是在运行时根据数据的变化形态，自动更新计算结果，从而避免编写大量重复代码。

在传统的编程中，程序通常在编写时就已经确定了其计算结果，而不会根据数据的变化形态进行更新。因此，如果需要处理数据变化较快的应用程序，这种编程范式可能会导致性能问题。响应式编程的目标是在运行时根据数据的变化形态，自动更新计算结果，以提高应用程序的性能。

响应式编程通常包括以下几个步骤：

数据流分析：分析应用程序中的数据流，确定数据的变化形态和更新规则。
数据格式转换：对于不同的数据格式，需要进行相应的数据格式转换。
计算结果更新：根据数据的变化形态，自动更新计算结果。
模型选择和实现：选择合适的计算模型来实现响应式编程。
编译和测试：将代码编译成可执行文件，并进行测试以确保其在不同数据格式和计算模型下都能正常运行。

响应式编程有许多不同的实现方式，包括 Reactive Programming、Lambda表达式、函数式编程、Stream API 等等。不同的实现方式适用于不同的应用场景，开发者需要根据具体情况选择最适合的实现方式。

1.观察者模式

观察者模式（Observer Pattern）是一种对象行为模式，它定义了对象间的一种一对多的依赖关系。在这种模式中，一个对象通过观察另一个对象的状态来更新自己的状态。

观察者模式的优点包括：

状态共享：多个依赖对象可以观察同一个状态，从而实现状态共享。
简化状态更新：通过让依赖对象观察另一个对象的状态，可以简化状态的更新操作。
降低耦合性：观察者模式可以降低多个对象之间的耦合性，使它们更容易进行修改和管理。
代码简洁：观察者模式可以使代码更加简洁，因为不需要频繁地创建和销毁观察者对象。
易于测试：观察者模式可以方便地测试多个依赖对象之间的状态依赖关系。

需要注意的是，观察者模式并不是万能的，有一些情况下可能会出现问题。例如，当观察者对象和被观察对象之间存在复杂的依赖关系时，可能会导致状态不一致或死锁等问题。因此，在使用观察者模式时，需要仔细考虑其适用场景和限制。

2.迭代器模式

迭代器模式（Iterator Pattern）是一种对象行为型设计模式，它允许通过一个迭代器对象来遍历和操作一个集合（如数组、列表、映射等）中的元素，而无需暴露该集合的内部表示。

迭代器模式的优点包括：

封装性：迭代器模式将集合的内部表示和操作封装在一个迭代器对象中，使得外部代码只需要关注如何使用迭代器对象，而无需关心集合的具体实现细节。
易用性：使用迭代器对象可以避免与具体集合实现的直接接触，降低了开发者与底层集合的耦合度，提高了代码的可维护性和可测试性。
可扩展性：迭代器模式支持在不改变集合本身结构的情况下，为其定制迭代器，从而满足不同应用场景的需求。
线程安全性：迭代器模式保证了在多线程环境下对集合的访问不会发生冲突，提高了程序的并发性和可靠性。
支持异步编程：使用迭代器对象可以实现异步操作，避免了程序在等待某些操作完成时阻塞整个线程，提高了程序的响应性和效率。

需要注意的是，迭代器模式并不是适用于所有情况的最佳设计模式，有些情况下可能需要使用其他设计模式，例如生成器模式、装饰器模式等。此外，迭代器模式的实现可能会涉及到对象池、懒加载等技术，需要开发者根据实际情况进行选择和实现。

学习编程范式比较枯燥，但是意义也是很大的。编程是一种思维方式，而编程范式是指用于描述和定义编程思维的规则和约束。不同的编程范式有着不同的语言特性、设计风格和编程习惯，但都旨在提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。学习编程范式可以让开发人员更加专注于解决问题本身，而不是被迫处理复杂的代码结构和细节。同时，学习编程范式也有助于提高代码的可读性、可维护性和可重用性，从而提高代码的质量和生产力。

编程范式学习 | 青训营笔记

编程范式

过程式

1.结构化编程

（1）定义

（2）特点

（3）优缺点

2.JS中的面向过程

面向对象

1.封装

2.继承

3.多态

函数式编程

1.定义和优点

1.更容易理解

2.更容易测试

3.可以节省时间和资源

4.更简洁和可读性更强的代码

5.鲁棒性更高

2.柯里化函数

（1）定义

（2）结构

（3）作用

（4）代码举例

3.组合函数

响应式编程

1.观察者模式

2.迭代器模式