冒号课堂

第四课 重温范式(3)

4.3汇总范式——一张五味俱全的大烙饼

形者神之质，神者形之用                                               ——《范缜·神灭论》

关键词： 编程范式,设计模式,编程语言

摘要：   总结编程范式

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·        设计模式好比组合套路，能在一些特定场合下克敌制胜；编程范式则好比武功门派，博大精深且自成体系

·        一种编程范式之所以能独树一帜，关键在于它突破了原有的编程方式的某些限制，带来革命性的新思维和新方法，进一步解放了程序员的劳动力

·        因其长而容己，因其短而容他，此万物之理也

·        语言为形，范式为神。若能以神导形、以形传神，则看似平白无趣的程序也能写出诗画般的意境

？提问

·        编程范式与设计模式有什么区别？

·        编程范式的核心价值是什么？

·        总结前面介绍的编程范式，它们各自有哪些代表语言？核心概念和运行机制是什么？针对的问题和主要的目的是什么？实现原理是什么？常见的应用有哪些？有什么不足之处？

：讲解

稍事休整后，大家重新团结在以冒号为中心的周围。

问号再度发问：“编程范式与设计模式都是一种抽象的软件思想，都有一套具体的实现方法。单从字面上看，‘编程’与‘设计’、‘范式’与‘模式’的区别似乎也不太大。它们究竟有什么不同呢？”

“这个问题有点意思。”冒号颔言，“设计模式一般针对某一特定场景的问题，而编程范式针对的是广泛得多的问题领域，通常有一整套的思想和理论体系，具有全局性、系统性和渗透性，这一点在五大重要范式中显得尤为突出。因此，编程范式更普适更抽象，涉及的深度和广度也是设计模式难以比拟的。”

引号不免有些疑问：“但事件驱动式不是也能作为设计模式吗？”

冒号解疑：“这倒并不矛盾。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^[1]；用在引导编程实践上，则称为编程范式。”

句号的武侠瘾又犯了：“设计模式好比组合套路，能在一些特定场合下克敌制胜；编程范式则好比武功门派，博大精深且自成体系。”

“很形象的比喻。”冒号赞赏道，“设计模式是遵循设计原则的一些具体技巧，以保证代码的灵活性、扩展性和可重用性为目的。它重在设计，对编程语言一般没有要求^[2]。编程范式则不同，对编程语言往往有专门的要求。通常所说的某某范式的语言，即指该语言对该范式在语法上有明确充分的支持，不需要借助其他的范式或工具。事实上，语言本来就是围绕其所倡导的核心范式来设计的^[3]。”

逗号询问：“如果一种语言不支持某种范式，那么还能用这种范式编程吗？”

“语言不直接支持范式，只是说明它不属于该范式的语言，但还是可能求助工具来应用该范式。比如元编程可以借助Yacc或ANTLR来完成，AOP可以借助一些库或框架来实现。”冒号道，“正是依靠语言和工具的支持，编程范式得以建立起一套独特而完善的抽象机制和方法体系，从而为所倡导的世界观与方法论奠定基石。”

叹号请求：“能不能帮我们理清一下思路，把学过的范式一并汇总比较？”

不一会儿，众人面前呈现出一张表格，地毯似的覆盖了整个投影屏（如表4-1所示）——

表4-1

叹号怔了怔，好似被一张巨大的烙饼给噎住了。

冒号并不急于讲解，欲以静制动。

果然，逗号沉不住气了，问道：“在第一栏的编程范式及其代表语言中，为什么并发式的代表语言没有Java和C#，只有Erlang和Oz？”

“Java和C#虽然在语法和核心库中为并发编程提供了不少支持，但真正将并发范式融入基本设计理念的语言还得数Erlang、Oz这些较为冷门的语言。”冒号解释，“类似地，比起Java、JavaScript等语言来，C#和VB.NET在语言设计上对事件驱动式编程给予了更多的关注^[4]，因而更具代表性。”

问号发现：“第三栏‘关键突破’的提法很特别啊。”

冒号轻捶桌面以示强调：“一种编程范式之所以能独树一帜，关键在于它突破了原有的编程方式的某些限制，带来革命性的新思维和新方法，进一步解放了程序员的劳动力。这便是范式的核心价值所在。”

引号如获至宝：“这张表格浓缩了范式的精华，既是对此前知识的总结，也是对今后编程的指导，实在太有用了！”

句号显得更为冷静：“有其长必有其短。我们了解了每种范式的长处，是不是还应该了解它们各自的短处？”

冒号开始对各个范式逐一数落：“过程式编程的数据与代码脱节，不方便维护；函数式和逻辑式的开发效率一般比过程式高，但运行效率和语言表现力则有所不如；对象式编程用于数学计算、符号处理等对象特征淡薄的领域，在心理上缺乏认知基础，在运行效率上不如纯过程式，在开发效率上不如函数式；并发式编程增加了代码的复杂度，加重了程序员的负担；泛型式编程影响了代码的可读性，过度使用模块还可能造成代码膨胀（code bloat）^[5]；元编程过于强大，运用不当会超出程序员的控制，宜谨慎使用；切面式编程减少了程序的可预测性和可控性，同时给代码的跟踪调试带来一定困难，还可能造成性能上的损失；事件驱动式编程虽然也能用于同步的流程应用，但毕竟机制更复杂，没有普通的流程式编程那么自然易懂。”

叹号看上去有点泄气：“您可真够绝的，先把这些编程范式一个个捧到天上，又几杆子它们一个个打下云端。”

“因其长而容己，因其短而容他，此万物之理也。”冒号忽然惜言如金，一番之乎者也地予以回应。

句号借用了一句俗话：“不怕有缺点，就怕没特点。”

冒号本欲多言，却恐众人食多伤胃，遂作结案陈词：“尽管只是管中窥豹，相信大家多少见识了编程范式的魅力之处。它们各擅胜场，有风格之别而无高下之分。作文绘画讲究形神兼备，编程也不例外。语言为形，范式为神。若能以神导形、以形传神，则看似平白无趣的程序也能写出诗画般的意境。”

一席话说得众人皆觉虽不能至，然心向往之。

，插语 

[1] 因此设计模式有时被称为微架构（microarchitecture）模式。

[2] 设计模式的应用范围主要集中于静态的OOP语言，但也不排斥动态的或非OOP的语言。

[3] 当然随着语言的演进，也可能支持新的范式。比如，C++、Java和C#一开始都不支持泛型编程，C#对函数范式的支持也是逐渐加大的。

[4] C#和VB.NET专门为事件驱动式设计了event、delegate等关键字以及一些配套的便利机制。

[5] 这里的代码不是指程序员写的源代码，而是指编译器生成的代码。

。总结

·        相比设计模式，编程范式针对的问题领域更广泛，提出的思想和方法更普适、更抽象、更系统。此外，设计模式重在设计，对语言和工具的要求不高，而编程范式需要建立一套抽象机制和方法体系，离不开语言或工具的支持。

·        编程范式的核心价值在于：突破原有的编程方式的某些限制，带来新思维和新方法，从而进一步解放程序员的劳动力。

·        正文中编程范式的汇总表格既是对此前知识的总结，也是对今后编程的指导。

·        既要了解编程范式的长处，也要了解它们的短处。

·        编程范式为神，编程语言为形，应以神导形、以形传神。

“”参考

[1] Elena Bolshakova．PROGRAMMING PARADIGMS IN COMPUTER SCIENCE EDUCATION．International Journal "Information Theories & Applications"，2005，Vol.12：285-290

[2] Amnon H. Eden，Rick Kazman．Architecture, design, implementation．Proceedings of the 25th International Conference on Software engineering ，2003：149–159