编程范式| 青训营笔记

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编程范式

前端的主要编程语言为JavaScript. JavaScript做为一种融合了多种编程范式的语言,灵活性非常高。 前端开发人员需要根据场景在不同编程范式间自如切换。 进一步需要创造领域特定语言抽象业务问题。 课程收益:

了解不同编程范式的起源和适用场景。 掌握JavaScript在不同的编程范式特别是函数式编程范式的使用。 掌握创建领域特定语言的相关工具和模式。 PS:课程讲师的气泡音实在太难听清楚了,学习得花一半的心思去注意他讲了什么。学习很难进入沉浸状态

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

甚至一开始他是通过线缆来控制的

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 // 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:函数式语言代表 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。 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

思维导图总结

编程范式 程序语言特性

是否允许副作用 操作的执行顺序 代码组织 状态管理 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

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 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

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 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

调用的过程

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:

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。 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。 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:

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。 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。 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。

上图中左边是反面案例,右边是正确示例

JS中的面向过程 下方中结尾的;属于可加可不加的,但具体的规则如下:

行结束:当一行代码结束时,如果下一行代码不是有效的JavaScript代码(比如空行或注释),JavaScript解析器会自动插入分号。 语句块结束:当一段代码块结束时,如果下一行代码不是有效的JavaScript代码,JavaScript解析器会自动插入分号。 return语句:在return语句后面的表达式如果不是一行代码的开头,JavaScript解析器会自动插入分号。 break语句和continue语句:在break语句和continue语句后面如果不是一行代码的开头,JavaScript解析器会自动插入分号。 //进行导出​//数据 export let car = { meter:100, speed:10 };​//算法:函数可以看作面向过程中的算法 export function advanceCar(meter){ while(car < meter){ car.meter += car.speed; } } //导入(命名导入),除此之外还有默认导入的方案 import { car , advanceCar } from ".car"//导入上方模块内容​function main(){ console.log('before',car);

advanceCar(1000)

console.log('after',car) } 模块化的方案不止ES6中的import导入export导出方案。在ES6正式出来之前,社区也有自己根据需求编写了其他的方案,目前还在流行的有CommonJS方案 ES6的模块化方案和CommonJS都是JavaScript中常见的模块化方案,它们都支持导入和导出模块的功能,但是在具体的语法和使用方式上有所不同。ES6使用import和export关键字来导入和导出模块,而CommonJS使用require和module.exports来导入和导出模块。ES6的导入和导出是静态的,不能在运行时动态导入和导出,而CommonJS的导入和导出是动态的,可以在运行时动态地导入和导出模块 // 导出 module.exports = { a: 1, foo: function() {}, MyClass: class {} }; // 导入 const { a, foo, MyClass } = require('./module.js'); 面向过程式编程有什么缺点?为什么后面会出现面向对象

数据与算法关联弱

不利于修改和扩充

可维护性差:面向过程式编程缺乏封装性和抽象性,代码的耦合度高,修改代码时容易影响其他部分的代码,导致维护性差 不利于代码重用

可扩展性差:面向过程式编程很难对程序进行扩展,因为程序的逻辑分散在各个函数或过程中,很难进行整体性的扩展 面向对象的出现解决了这几个问题

可读性好:面向对象编程将数据和函数封装在一起,代码的可读性好,易于理解整个程序的逻辑。 可维护性好:面向对象编程具有封装性和抽象性,代码的耦合度低,修改代码时只需要修改对象的内部实现,不会影响其他部分的代码,导致维护性好。 可扩展性好:面向对象编程将数据和函数封装在一起,对象之间通过接口进行交互,易于对程序进行扩展。 面向对象 封装 继承 多态 依赖注入 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