编程范式之编程语言 | 青训营笔记

无情的敲代码机器人
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编程范式之编程语言

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课程背景：
  1. 前端的主要编程语言为JavaScript。
  2. JavaScript作为一种融合了多种编程范式的语言，灵活性非常高。
  3. 前端开发人员需要根据场景在不同编程范式间自如切换。
  4. 进一步需要创造领域特定语言抽象业务问题。
课程收益：
  1. 了解不同的编程范式的起源和适用场景。
  2. 掌握JavaScript在不同的编程范式特别是函数式编程范式的使用。
  3. 掌握创建领域特定语言的相关工具和模式。

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

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

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

    #include <stdio.h> // 引入标准输入输出库

int main() // 主函数
{
    int x = 10; // 声明并初始化一个整型变量x
    char* str = "Hello, World!"; // 声明并初始化一个指向字符的指针变量str

    printf("x = %d\n", x); // 输出x的值
    printf("str = %s\n", str); // 输出str所指向的字符串

    *(&x) = 20; // 对x的值进行修改，说明C语言可以对位、字节、地址进行直接操作
    printf("x = %d\n", x); // 输出修改后的x的值

    return 0; // 返回0表示程序正常结束，说明C语言支持函数返回值
}

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
#include <iostream> // 引入输入输出库

// 定义一个类Person
class Person {
public: // 公有权限
    // 构造函数
    Person(std::string name, int age) : mName(name), mAge(age) {}

    // 成员函数
    virtual void sayHello() { // 定义虚函数，支持多态
        std::cout << "Hello, I'm " << mName << ", " << mAge << " years old." << std::endl;
    }

protected: // 保护权限
    std::string mName; // 姓名
    int mAge; // 年龄
};

// 定义一个类Student，继承自Person
class Student : public Person {
public: // 公有权限
    // 构造函数
    Student(std::string name, int age, std::string school) : Person(name, age), mSchool(school) {}

    // 重写父类的虚函数
    void sayHello() override { // 定义虚函数，支持多态
        std::cout << "Hello, I'm " << mName << ", " << mAge << " years old, and I'm studying at " << mSchool << "." << std::endl;
    }

private: // 私有权限
    std::string mSchool; // 学校
};

int main() {
    // 创建一个Person对象
    Person person("Tom", 20);
    person.sayHello(); // 调用Person的sayHello函数

    // 创建一个Student对象
    Student student("Jerry", 18, "ABC University");
    student.sayHello(); // 调用Student的sayHello函数，实现多态

    return 0; // 返回0表示程序正常结束
}

Lisp：函数式语言

  • 与机器无关
  • 列表：代码即数据
  • 闭包
(setq nums `(1 2 3 4)); 数据列表

(setq add `+) ;加操作

(defun run(op exp) (eval (cons op exp)) ) ;将数据构建为代码列表   连接列表

(run add nums) ;运行

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

除了上述视频中提到的这几点，还有额外的特点进行补充：

  • 弱类型：JavaScript是一种弱类型的语言，不需要事先声明变量的类型，变量的类型会在运行时自动推断(在TS中变成强类型)。
  • 解释性：JavaScript是一种解释性的语言，不需要编译成可执行文件，可以直接在浏览器中执行(经典的例如V8引擎会进行处理)。
  • 高阶函数：JavaScript中的函数可以作为参数传递给其他函数，也可以作为返回值返回给其他函数，这种函数称为高阶函数。
  • 闭包：JavaScript中的函数可以形成闭包，即在函数内部定义的变量可以在函数外部访问，这种特性可以实现私有变量和函数的封装。

学习思考

这部分内容为编程范式里面的编程语言一节，内容比较少，但是还是很值得研究的，后面将详细记录一下编程范式的内容，所以这里单独分出来作为一节。

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