《冒号课堂：编程范式与OOP思想》 写得非常有趣，对了解编程语言的发展、不同的编程范式有非常大的帮助。

1.4 编程范式

编程范式是计算机编程中的基本风格和典范模式，引导人们带着其特有的倾向和思路去分析和解决问题。

抽象的编程范式必须通过具体的编程语言来体现。范式的世界观体现在语言的核心概念中，范式的方法论体现在其表达机制中。一种语言的语法和风格与其所支持的编程范式密切相关。

1.5 开发技术

在宏观上选取一些框架以控制整体的结构和流程，在微观上利用库和工具包来解决具体的细节问题。

• 框架：使设计者在特定领域的整体设计上不必重新发明轮子，是一种设计重用。利用控制反转机制实现对模块的统一调度，给程序员带来约束。

• 库/工具包：使开发者摆脱底层编码，专注特定问题和业务逻辑；是代码重用。为程序员带来自由。

• 设计模式(design pattern)和架构(architecture)不是软件产品，而是软件思想。设计模式是战术思想，架构是战略思想。

• 设计模式：是针对某些经常出现的问题而提出的行之有效的设计解决方案，侧重思想重用，因此比框架更抽象、更普适，但多局限于局部解决方案，没有框架的整体性。

• 惯用法(idiom)：也是针对常发问题的解决方案，偏重实现而非设计，与实现语言密切相关，是一种更底层更具体的编程技巧。

• 架构：一般指一个软件系统的最高层次的整体结构和规划，一个架构可能包含多个框架，而一个框架可能包含多个设计模式。

重要范式

2.1 命令范式

用命令式编写的程序由命令序列组成，即一序列祈使句 “先做这，再做那”，强调”怎么做”。模拟电脑运算。

其世界观是：程序有若干行动指令组成的有序列表；其方法轮是：用变量来存储数据，用语句来执行命令。

过程式编程是指引入了过程(procedure)、函数(function)或子程序(subroutine/subprogram)的命令式编程。

结构化编程, structured programming：在过程式编程基础上发展起来的，本质是一种编程原则。提倡在宏观上采用 自顶向下 的设计，在微观上采用顺序、选择和循环的逻辑结构，摒弃或限制 goto 语句，以保证程序易于读写、测试、维护和优化。

从左到右呈包含关系：命令式 > 过程式 > 结构化

2.2 声明范式

声明式编程由若干规范的声明组成，即一序列陈述语句，强调的是做什么，而非怎么做；声明式编程是人脑思维方式的抽象，即利用梳理逻辑或既定规范对已知条件进行推理或运算。

声明式编程主要包括函数式编程和逻辑式编程。
函数式编程通过数学函数的表达式变换和计算来求值。
逻辑式编程通过一序列事实和规则，利用数理逻辑来推导或论证结论。

命令式编程 是行动导向的，因而算法是显性而目标是隐性的；声明式编程是目标驱动的，因而目标是显性而算法是隐性的。

命令式：自动机机制，通过设计指令完成从初始状态到最终状态的转变；
函数式：数学变换机制，通过设计函数完成从自变量到因变量的计算；
逻辑式：逻辑证明机制，通过逻辑推理完成从题设到结论的正面。

2.3 对象范式

OOP 的核心思想可以归纳为：以数据为中心组织逻辑，将系统视为相互作用的对象集合，并利用继承与多态来增强可维护性、可扩展性和可重用性。

可维护性、可扩展性和可重用性是所有范式和语言的共同目标，但 OOP 更具易用性。

• 过程式编程 以过程为中心，自顶向下，逐步求精。
• 对象式编程 以数据为中心，自底向上，逐步合并。

封装使得对象拥有个体身份，继承使得对象拥有家庭身份，多态使得对象拥有社会身份。

2.4 并发范式

并发式编程以进程为导向，以任务为中心，以资源共享与竞争为主线。

并发誓编程有助于提高运行效率、充分利用资源、提高软件的响应能力、改善用户体验、保证公平竞争，同时以进程为单位将系统模块化，更加真实地模拟现实世界。

合理的并发式设计应该做到：软件易于重用、维护和测试；有效地利用资源，优化程序性能；保障进程安全和活性；减少性能损失和复杂度。

对象式和并发式在传统编程的基础上，分别从不同的方向进行拓展：对象式在数据类型上进行推广–允许运算作为数据类型的成员；并发式在执行顺序上进行推广–允许不同运算的执行在时间上交替或重合。

2.5 范式对比

范式	体系	模块	模块关系
过程式	君主体系	过程	授命与听命
函数式	数学体系	函数	替换与合成
逻辑式	逻辑体系	断言	归纳与演绎
对象式	明主体系	对象	交流与服务
并发誓	生产体系	进程	竞争与合作

第 3 课 常用范式

3.1 泛型范式 — 抽象你的算法

泛型编程, Generic Programming, 其基本思想是：将算法与其作用的数据结构分离，并将后者尽可能泛化，最大限度地实现算法重用。

泛型编程不仅能泛化算法中涉及的概念（数据类型），还能泛化行为（函数、方法、运算）。

泛型编程是算法导向的，以算法为中心，逐渐将其所涉及的概念内涵模糊化、外延扩大化，并将其所设计的运算抽象化、一般化，从而提高算法的可重用性。

3.3 切面范式

SoC, Separation of Concerns，关注点分离；
DRY, Don’t Repeat Yourself, 即尽量减少重复代码。

抽象是前提，分解是方式，模块化是结果。
抽象与分解的原则有两条：单一化、正交化。每个模块职责明确专一，模块之间互相独立，即高内聚低耦合。

接入点(join point)是附加行为 (Advice) 的执行点，切入点(pointcut)是指定的接入点的集合，这些接入点共享一段插入代码。切入点与建议组成了切面(aspect)，是模块化的横切关注点。编织是将附加的切面逻辑嵌入到主题应用程序之中的过程。

AOP 的实施分 3 步：切面分解、切面实现和切面合成。

OOP 只能沿继承树的纵向方向重用，AOP 可以沿横向方向重用。

3.4 事件驱动

4.3 汇总范式

同样的思想用在整体系统的结构设计上，则称为架构模式；用在局部模块的细节实现上，则称为设计模式；用在引导编程实践上，则称为编程范式。

闭包：所谓包是指函数与其周围的环境变量捆绑打包；所谓闭，指这些变量是封闭的，只能为该函数所专用。

5.2 数据类型–规则与变通

数据类型包含两个要素：一个是允许取值的集合，一个是允许参与的运算。

所谓动态类型语言，是指类型检查发生在运行期间的语言，静态类型语言是类型检查发生在编译期间的语言。

类型的动静与强弱是完全正交的两个概念。前者以类型的绑定时间来划分，后者以类型的约束强度来划分。

通常若类型语言允许一种类型的值隐式转化为另一种类型。

Duck 类型的哲学是：名字不重要，重要的是能力。

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