从炒菜理解编程范式核心概念与分类详解

过程式编程

生活经验告诉我们一个朴素的物理现实：事情总是按照时间顺序，一步接一步地发展。编程世界里有一个范式，恰恰模拟了这种经验，它就是过程式编程。

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举个例子，如果现在有一把刚从超市买回来的菜，要把它变成腹中餐，用过程式编程的思路来描述，大概是这样的：

洗(菜)

切(菜)

炒(菜)

吃(菜)

熟悉过程式编程的朋友一眼就能看出来，这里的动词对应着函数，而括号里的名词则是函数的参数。整个流程清晰直白，就像一份烹饪 checklist，按部就班执行即可。

函数式编程

仔细观察上面过程式编程对“炒菜”这个问题的描述，不难发现一个有趣的现象：这四步的名词都是“菜”，但动词却各不相同。

那么，我们不妨换个思路。本质上，我们所做的一切，其实是不断改变“菜”的状态：

1) 首先，通过“洗”这个动作，把“菜”变成“干净的菜”。也就是说，洗(菜) 的结果是得到“干净的菜”。

2) 接着，“干净的菜”再通过“切”这个动作，变成“切好的菜”。注意，这里“切”的对象是上一步的结果，也就是“洗(菜)”。所以，这一步的整体动作是 切(洗(菜))。

3) 然后，“切好的菜”通过“炒”变成“熟的菜”。于是，工作链变成了 炒(切(洗(菜)))。

4) 最后，“吃”的对象是“炒好的菜”。整个流程最终汇聚成一个表达式：吃(炒(切(洗(菜))))。

所以，代码就变成了：

吃(炒(切(洗(菜))))

看，这和过程式编程的写法差别就很大了。它突出的不是步骤，而是将对象通过一系列动作（函数）进行连续变换。这种以函数为核心，通过组合与变换来构建程序的范式，就是函数式编程。

逻辑式编程

逻辑式编程则提供了另一种截然不同的思路。它强调的是，我们先定义好一系列已知的事实和规则，然后让系统基于这些事实，自动推导出合理的结果。

用代码来表达，可能长这样：

洗干净的菜 <- 洗(脏的菜)

切好的菜 <- 切(洗干净的菜)

炒好的菜 <- 炒(切好的菜)

吃菜 <- 吃(炒好的菜)

? 吃菜 <- 脏的菜

问号“?”代表我们提出的具体查询目标，而其他几行则是事先声明好的事实。这些事实的排列顺序并不重要。系统的工作，就是根据“脏的菜”这个初始条件，自动匹配并推导出达成“吃菜”目标所需的步骤链。

仔细想想，这像不像人类的学习和解决问题过程？我们先积累一堆看似独立的知识点，当遇到问题时，大脑便在已知的知识网络中搜索、关联，最终拼凑出解决方案。正因为这种特性，逻辑式编程在早期人工智能领域得到了广泛应用。

面向对象编程

面向对象编程并非一个孤立的范式，它通常需要与上述的某一种编程范式（如过程式）结合使用。我们最常见的面向对象编程，其内核往往就是过程式的。

面向对象的思想，核心在于“抽象”。它将程序要处理的事务抽象为数据（属性）和方法（行为），再把相关的数据和方法打包，抽象成一个“对象”。更进一步，在多个对象之间提取共性，便形成了“类”。这就是封装。再引入继承、多态等特性，来描述和构建类与类之间的关系。

回到炒菜的例子，整个过程都围绕着“菜”这个核心。那么，我们可以把所有与菜相关的属性和操作，看作一个整体对象。用面向对象的方式来描述，代码风格就变成了：

菜.洗()

菜.切()

菜.炒()

菜.吃()

看，主语（对象“菜”）始终在前，动作在后。这更贴近我们自然的语言表达：“菜，你去洗一下；然后，切一下……”。

回到计算机

计算机科学中的许多概念，其灵感都来源于生活。但很多时候，生活中的经验表达不够规范和精确。而计算机科学要做的，正是将这些经验形式化、规范化，并引入更抽象的工具（比如数学），以便能够反复、可靠地应用，甚至推广到更广泛的领域。

上面列举的几种编程范式，其思维重心各有明显差异。学习不同的范式，本质上是为了让我们能够从不同角度看待和分解问题，从而拓宽思路，找到最合适的那把“解题钥匙”。毕竟，多一种思维方式，就多一条解决问题的路径。

转载自：

https://www.cnblogs.com/Colin-Cai/p/9431665.html

转载于:https://www.cnblogs.com/faithfu/p/10144171.html