编程范式：编程的本质

文章目录

• 程序的定义
• • `程序 = 数据结构 + 控制 + 业务逻辑`
  • 写出好程序的关键
  • 控制control 和 业务logic 的解耦技术
  • • 例：检查用户表单信息
• 编程范式的种类
• • 两大分支
  • 分类：声明式、命名式、逻辑的、函数式、面向对象的、面向过程的。

程序的定义

很多人认同的两个观点：

1. 程序 = 数据结构 + 算法

   这个表达式认为，如果数据结构设计得好，算法也会变得简单，而且一个好的通用的算法应该可以用在不同的数据结构上。

2. 算法 = 控制 + 业务逻辑

   这个表达式则想表达的是数据结构不复杂，复杂的是算法，算法由两个逻辑组成，一个是真正的业务逻辑，另外一种是控制逻辑。也就是我们的业务逻辑是复杂的。

   Robert Kowalski: 任何算法都会有两个部分， 一个是 Logic 部分，这是用来解决实际问题的。另一个是 Control 部分，这是用来决定用什么策略来解决问题。Logic 部分是真正意义上的解决问题的算法，而 Control 部分只是影响解决这个问题的效率。程序运行的效率问题和程序的逻辑其实是没有关系的。我们认为，如果将 Logic 和 Control 部分有效地分开，那么代码就会变得更容易改进和维护。

通过这两个表达式，我们可以得出：

程序 = 数据结构 + 控制 + 业务逻辑

编程范式，或是程序设计的方法。其实都是在围绕着这三件事来做的。所有的语言或编程范式都在解决这些问题， 也就是编程范式的本质：

1. 控制

   是可以标准化的。比如：遍历数据、查找数据、多线程、并发、异步等，都是可以标准化的。
2. 因为

   控制

   需要处理数据，所以标准化 控制 ，需要标准化

   数据结构

   ，我们可以通过泛型编程来解决这个事。
3. 而

   控制

   还要处理用户的

   业务逻辑

   。所以可以通过标准化接口 / 协议来实现，我们的 控制 模式可以适配于任何的 业务逻辑 。

写出好程序的关键

有效地分离

业务逻辑

、

控制

和

数据结构

是写出好程序的关键所在！

其中，逻辑 Logic 和 控制 Control 是关键, 程序的本质复杂性 是逻辑，非本质复杂性 是控制。

这个和系统架构也有相通的地方，逻辑是你的业务逻辑过程的抽象，加上一个由术语表示的数据结构的定义，控制逻辑跟你的业务逻辑是没关系的，你控制，它执行。

业务逻辑 部分才是真正有意义的

控制 部分只是影响 业务逻辑 部分的效率

那些混乱不堪的代码，会把控制和业务逻辑放在一块。里面有些变量和流程是跟业务相关的，有些是不相关的。

业务逻辑决定了程序的复杂度，业务逻辑本身就复杂，你的代码就不可能写得简单。于是 控制 + 业务逻辑 的相互交织成为了最终的程序复杂度。

控制control 和 业务logic 的解耦技术

• 通用的解耦方案：

  元语言 logic + 解释器 control

  1. 元语言： 描述业务逻辑
  2. 解释器： 元语言到目标语言的映射
• 具体技术
  • State Machine
    1. 状态定义
    2. 状态变迁条件
    3. 状态的 action
  • DSL – Domain Specific Language
    1. HTML，SQL，Unix Shell Script，AWK，正则表达式……
  • 编程范式
    1. 面向对象：委托、策略、桥接、修饰、IoC/DIP、MVC……
    2. 函数式编程：修饰、管道、拼装
    3. 逻辑推导式编程：Prolog语言

例：检查用户表单信息

• 需求：校验 用户信息

  name：字段至少3个字符

  password：字段至少8个字符，

  repeat_password：和password要一致，

  email：要符合邮箱格式；

• 写法1：业务逻辑 与 控制 混合

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

• 写法2：业务逻辑 与 控制 分离

  做一个 DSL+ 一个 DSL 的解析器

  1. 业务逻辑 描述成DSL
  2. 控制逻辑 check_form 作为 DSL 的解析器

整个逻辑顿时清晰了，细节的处理只需要在check_form中编写一次

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);
           

编程范式的种类

编程范式基本上来说，就是两大分支

两大分支

一边是在解决 数据和算法，

一边是在解决 逻辑和控制。

分类：声明式、命名式、逻辑的、函数式、面向对象的、面向过程的。

函数式和逻辑式 偏向于你定义要什么，而不是怎么做

编程范式和面向对象编程范式，偏向于怎么做，而不是要做什么