程式設計範式：程式設計的本質

文章目錄

• 程式的定義
• • `程式 = 資料結構 + 控制 + 業務邏輯`
  • 寫出好程式的關鍵
  • 控制control 和 業務logic 的解耦技術
  • • 例：檢查使用者表單資訊
• 程式設計範式的種類
• • 兩大分支
  • 分類：聲明式、命名式、邏輯的、函數式、面向對象的、面向過程的。

程式的定義

很多人認同的兩個觀點：

1. 程式 = 資料結構 + 算法

   這個表達式認為，如果資料結構設計得好，算法也會變得簡單，而且一個好的通用的算法應該可以用在不同的資料結構上。

2. 算法 = 控制 + 業務邏輯

   這個表達式則想表達的是資料結構不複雜，複雜的是算法，算法由兩個邏輯組成，一個是真正的業務邏輯，另外一種是控制邏輯。也就是我們的業務邏輯是複雜的。

   Robert Kowalski: 任何算法都會有兩個部分， 一個是 Logic 部分，這是用來解決實際問題的。另一個是 Control 部分，這是用來決定用什麼政策來解決問題。Logic 部分是真正意義上的解決問題的算法，而 Control 部分隻是影響解決這個問題的效率。程式運作的效率問題和程式的邏輯其實是沒有關系的。我們認為，如果将 Logic 和 Control 部分有效地分開，那麼代碼就會變得更容易改進和維護。

通過這兩個表達式，我們可以得出：

程式 = 資料結構 + 控制 + 業務邏輯

程式設計範式，或是程式設計的方法。其實都是在圍繞着這三件事來做的。所有的語言或程式設計範式都在解決這些問題， 也就是程式設計範式的本質：

1. 控制

   是可以标準化的。比如：周遊資料、查找資料、多線程、并發、異步等，都是可以标準化的。
2. 因為

   控制

   需要處理資料，是以标準化 控制 ，需要标準化

   資料結構

   ，我們可以通過泛型程式設計來解決這個事。
3. 而

   控制

   還要處理使用者的

   業務邏輯

   。是以可以通過标準化接口 / 協定來實作，我們的 控制 模式可以适配于任何的 業務邏輯 。

寫出好程式的關鍵

有效地分離

業務邏輯

、

控制

和

資料結構

是寫出好程式的關鍵所在！

其中，邏輯 Logic 和 控制 Control 是關鍵, 程式的本質複雜性 是邏輯，非本質複雜性 是控制。

這個和系統架構也有相通的地方，邏輯是你的業務邏輯過程的抽象，加上一個由術語表示的資料結構的定義，控制邏輯跟你的業務邏輯是沒關系的，你控制，它執行。

業務邏輯 部分才是真正有意義的

控制 部分隻是影響 業務邏輯 部分的效率

那些混亂不堪的代碼，會把控制和業務邏輯放在一塊。裡面有些變量和流程是跟業務相關的，有些是不相關的。

業務邏輯決定了程式的複雜度，業務邏輯本身就複雜，你的代碼就不可能寫得簡單。于是 控制 + 業務邏輯 的互相交織成為了最終的程式複雜度。

控制control 和 業務logic 的解耦技術

• 通用的解耦方案：

  元語言 logic + 解釋器 control

  1. 元語言： 描述業務邏輯
  2. 解釋器： 元語言到目智語言的映射
• 具體技術
  • State Machine
    1. 狀态定義
    2. 狀态變遷條件
    3. 狀态的 action
  • DSL – Domain Specific Language
    1. HTML，SQL，Unix Shell Script，AWK，正規表達式……
  • 程式設計範式
    1. 面向對象：委托、政策、橋接、修飾、IoC/DIP、MVC……
    2. 函數式程式設計：修飾、管道、拼裝
    3. 邏輯推導式程式設計：Prolog語言

例：檢查使用者表單資訊

• 需求：校驗 使用者資訊

  name：字段至少3個字元

  password：字段至少8個字元，

  repeat_password：和password要一緻，

  email：要符合郵箱格式；

• 寫法1：業務邏輯 與 控制 混合

function check_form_x() {
	//擷取name字段，校驗
    var name = $('#name').val();
    if (null == name || name.length <= 3) {
        return { status : 1, message: 'Invalid name' };
    }
 	//擷取password字段，校驗
    var password = $('#password').val();
    if (null == password || password.length <= 8) {
        return { status : 2, message: 'Invalid password' };
    }
 	//擷取repeat_password字段，校驗
    var repeat_password = $('#repeat_password').val();
    if (repeat_password != password.length) {
        return { status : 3, message: 'Password and repeat password mismatch' };
    }
 	//擷取email字段，校驗
    var email = $('#email').val();
    if (check_email_format(email)) {
        return { status : 4, message: 'Invalid email' };
    }
 
 	//校驗通過
    return { status : 0, message: 'OK' };
 
}
           

• 寫法2：業務邏輯 與 控制 分離

  做一個 DSL+ 一個 DSL 的解析器

  1. 業務邏輯 描述成DSL
  2. 控制邏輯 check_form 作為 DSL 的解析器

整個邏輯頓時清晰了，細節的處理隻需要在check_form中編寫一次

var meta_create_user = {
    form_id : 'create_user',
    fields : [
        { id : 'name', type : 'text', min_length : 3 },
        { id : 'password', type : 'password', min_length : 8 },
        { id : 'repeat-password', type : 'password', min_length : 8 },
        { id : 'email', type : 'email' }
    ]
};
 
var r = check_form(meta_create_user);
           

程式設計範式的種類

程式設計範式基本上來說，就是兩大分支

兩大分支

一邊是在解決 資料和算法，

一邊是在解決 邏輯和控制。

分類：聲明式、命名式、邏輯的、函數式、面向對象的、面向過程的。

函數式和邏輯式 偏向于你定義要什麼，而不是怎麼做

程式設計範式和面向對象程式設計範式，偏向于怎麼做，而不是要做什麼