昨天趁着工作之余，看了左耳听风陈浩老师的《编程范式游记》系列文章，原文链接如下：https://time.geekbang.org/column/article/301。看完有一种把之前积攒的零散的知识点用一条线穿起来的感觉。
我是从大学接触的C，到工作开始写的java，页面撸的js，后来大数据要用到的scala和python，学完多种编程语言之后，看到的大多是各个语言中的差异，至于高级编程语言的相同点呢，似乎有那么一点点的感觉，但无法系统的总结出来，作者这个系列算是解惑了我的疑问，提升了眼界。我整理了一下笔记，因为无法体会全部内涵所以笔记大多为摘抄，希望大家订阅陈浩老师的内容进行学习。最后自己也突发了一些感想希望分享给大家。

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个人感想

在我刚学习java的时候，学到“抽象”这个概念时一直觉得这未免太抽象了，现实世界如此现实干嘛需要这种抽象的定义“抽象”呢？我们可以使用举例子或者比喻来解释每个概念嘛。
随着我接触了不同的领域，像心理学、金融学、经济学、技术到了瓶颈期又开始学习数学，然后脑子就变的混沌了起来，觉得这世上要学的东西太多了，没有一点规律。
真的没有规律吗？过了几年再回过头看“抽象”这个概念，我发现每个领域的知识从无到有慢慢发展，发展发展着就会有一个趋势，那就是从具象到抽象的过程。

比如人类的最先出现的语言，这其实就是具体事物的抽象化描述，我看到了一匹马，我在和别人讨论的时候，不必非要牵过来一匹马，而是可以用“马”这个字来代替，大家就都明白了。
数字也是一样，0这个数字就是“没有”的抽象。
艺术也是一样，古人从追求逼真的写真，到毕加索抽象派大家。

软件开发也是一样，不同语言之间目的抽象到最后，都是要用来解决问题的，解决什么？解决如何写出通用、优雅、可维护的高效代码。什么声明式，命名式，函数式，面向对象范式等实现的方式只是技术手段或者说是技术工具。
最后感想：“抽象”的看待问题，需要系统的看某个领域的发展史，只有看到从具象化到抽象化的过程，才有机会洞察发现到事情的本质。

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笔记备忘

序言

编程语言发展到今天，出现了好多不同的代码编写方式，但不同的方式解决的都是同一个问题，那就是如何写出更为通用、更具可重用性的代码或模块

C语言起源

C语言是高级语言的起源，其他后续语言大多都能看到它的影子，但C对于范式来说，缺乏解决办法，只能用void*或者定义宏。这种方式太宽泛，直接操作内存，而且无法获取size。因为是操作内存的，所以操作非顺序型数据结构就会相当复杂。
整体上说C语言这样的过程式编程语言优点是底层灵活而且高效，特别适合开发运行较快且对系统资源利用率要求较高的程序

C++的泛型编程

C++的出现就是满足C语言满足不了的问题。例如

• 用引用来解决指针的问题。
• 用namespace来解决名字空间冲突的问题。
• 通过try-catch来解决检查返回值编程的问题。
• 用class来解决对象的创建、复制、销毁的问题，从而可以达到在结构体嵌套时可以深度复制的内存安全问题。
• 通过重载操作符来达到操作上的泛型。（比如，消除上一篇文章中提到的比较函数cmpFn，再比如用>>操作符消除printf()的数据类型不够泛型的问题。）
• 通过模板template和虚函数的多态以及运行时识别来达到更高层次的泛型和多态。
  用RAII、智能指针的方式，解决了C语言中因为需要释放资源而出现的那些非常ugly也很容易出错的代码的问题。
• 用STL解决了C语言中算法和数据结构的N多种坑。

类型系统和泛型本质

程序语言的类型系统提供功能如下：

• 安全性，编译器会检查 “helloword” + 3 这种不同数据类型间的操作问题。
• 便于编译器优化。静态类型语言声明，可以让编译器知道程序员意图，进行优化。例如我们指定int类型，那么编译器就会用4个字节的倍数进行对其，高效执行命令。
• 代码的可持续性。易读可维护，如接口的声明。
• 抽象化。类型允许程序设计者对程序以较高层次的方式思考，而不是烦人的低层次实现。例如，我们使用整型或是浮点型来取代底层的字节实现，我们可以将字符串设计成一个
  值，而不是底层的字节的数组。从高层上来说，类型可以用来定义不同模块间的交互协议，比如函数的入参类型和返回类型，从而可以让接口更有语义，而且不同的模块数据交换
  更为直观和易懂。

慢慢的世界出现两种类型的预言。一类是静态类型的语言也叫强类型语言，如C、C++、Java，一种是动态类型语言也叫弱类型语言，如Python、 PHP、 JavaScript等。

哪怕是可随意改变的变量类型的动态语言，我们在读代码的过程中也需要模拟出运行的类型。所以每种语言都需要有一套类型检查系统。静态语言的支持者会说编译器会帮我们找到这些问题，而动态语言的支持者则认为，静态语言的编译器也无法找到所有的问题，想真正提前找到问题只能通过测试来解决。其实他们都对。

要了解泛型的本质，就需要先了解类型的本质。

• 类型是对内存的一种抽象。不同的类型，会有不同的内存布局和内存分配策略。
• 不同的类型，有不同的操作。对于特定的类型，也有特定的一组操作。

所以要做到泛型，我的理解就是进行标准化的规范：

• 标准化掉类型的内存分配、释放和访问。
• 标准化掉类型的操作。比如：比较操作， I/O操作，复制操作……
• 标准化掉数据容器的操作。比如：查找算法、过滤算法、聚合算法……
• 标准化掉类型上特有的操作。需要有标准化的接口来回调不同类型的具体操作……

我理解其本质就是 —— 屏蔽掉数据和操作数据的细节，让算法更为通用，让编程者更多地关注算法的结构，而不是在算法中处理不同的数据类型。

函数式编程

比C++更抽象的泛型方法。
对于函数式编程来说，其只关心， 定义输入数据和输出数据相关的关系，数学表达式里面其实是在做一种映射（mapping），输入的数据和输出的数据关系是什么样的，是用函数来定义的。
函数式编程有以下特点：

• stateless：函数不维护任何状态。函数式编程的核心精神是stateless，简而言之就是它不能存在状态，你给我数据我处理完扔出来，里面的数据是不变的。
• immutable：输入数据是不能动的，动了输入数据就有危险，所以要返回新的数据集。

好处：

• 惰性求值
• 确定性

技术：

• frst class function（头等函数） ：这个技术可以让你的函数就像变量一样来使用。也就是说，你的函数可以像变量一样被创建、修改，并当成变量一样传递、返回，或是在函数
  中嵌套函数。
• tail recursion optimization（尾递归优化） ： 我们知道递归的害处，那就是如果递归很深的话 stack受不了，并会导致性能大幅度下降。因此，我们使用尾递归优化技术——每
  次递归时都会重用stack，这样能够提升性能。当然，这需要语言或编译器的支持。 Python就不支持。
• map & reduce ：这个技术不用多说了，函数式编程最常见的技术就是对一个集合做Map和Reduce操作。这比起过程式的语言来说，在代码上要更容易阅读。（传统过程式的语
  言需要使用for/while循环，然后在各种变量中把数据倒过来倒过去的）这个很像C++ STL中foreach、 fnd_if、 count_if等函数的玩法。
• pipeline（管道） ：这个技术的意思是，将函数实例成一个一个的action，然后将一组action放到一个数组或是列表中，再把数据传给这个action list，数据就像一个pipeline一样
  顺序地被各个函数所操作，最终得到我们想要的结果。
• recursing（递归） ：递归最大的好处就简化代码，它可以把一个复杂的问题用很简单的代码描述出来。注意：递归的精髓是描述问题，而这正是函数式编程的精髓。
• currying（柯里化） ：将一个函数的多个参数分解成多个函数， 然后将函数多层封装起来，每层函数都返回一个函数去接收下一个参数，这可以简化函数的多个参数。
  在C++中，这很像STL中的bind1st或是bind2nd。
  注：有一些人可能会觉得这会对性能造成影响。其实，这个劣势并不见得会导致性能不好。因为没有状态，所以代码在并行上根本不需要锁（不需要对状态修改的
  锁），所以可以拼命地并发，反而可以让性能很不错。比如： Erlang就是其中的代表。
• higher order function（高阶函数） ：所谓高阶函数就是函数当参数，把传入的函数做一个封装，然后返回这个封装函数。现象上就是函数传进传出，就像面向对象对象满天飞一
  样。这个技术用来做 Decorator 很不错。

函数式编程关注的是： describe what to do, rather than how to do it。于是，我们把以前的过程式编程范式叫做 Imperative Programming – 指令式编
程，而把函数式编程范式叫做 Declarative Programming – 声明式编程。

面向对象编程

函数式编程是没有状态的，如果想要有状态来保存数据，就需要用到面向对象的范式了。
面向对象编程是种具有对象概念的程序编程范型，同时也是一种程序开发的抽象方针。它可能包含数据、属性、代码与方法。对象则指的是类的实例。它将对象作为程序的基本单
元，将程序和数据封装其中，以提高软件的可重用性、灵活性和可扩展性，对象里的程序可以访问及修改对象相关联的数据。在面向对象编程里，计算机程序会被设计成彼此相关的对象。

23个经典的设计模式，基本上就是说了两个面向对象的核心理念。

• "Program to an 'interface', not an 'implementation'."
  • 使用者不需要知道数据类型、结构、算法的细节。
  • 使用者不需要知道实现细节，只需要知道提供的接口。
  • 利于抽象、封装、动态绑定、多态。
  • 符合面向对象的特质和理念。
• "Favor 'object composition' over 'class inheritance'."
  • 继承需要给子类暴露一些父类的设计和实现细节。
  • 父类实现的改变会造成子类也需要改变。
  • 我们以为继承主要是为了代码重用，但实际上在子类中需要重新实现很多父类的方法。
  • 继承更多的应该是为了多态。

和函数式编程来比较，函数式强调于动词，而面向对象强调于名词，面向对象更多的关注于接口间的关系，而通过多态来适配不同的具体实现。

基于原型的编程范式

其本质也是面向对象的，但是没有class化，直接使用对象。以JavaScript举例，面向对象里面要有个Class。但是JavaScript觉得不是这样的，它就是要基于原型编程，就不要Class，就直接在对象上改就行了。基于编程的修改，直接对类型进行修改。

本质就是一种委托的方式

编程的本质

**Program = Logic + Control + Data Structure
是处理什么（logic），怎么做（control），沟通方式（数据结构)

所有的范式其实都是在处理上面这三个问题如：

• 函数式中的map、reduce、filter。他们都是一种控制，整体lambda表达式才是要解决的问题，他们俩形成一个算法，把数据放到数据结构中处理，成为程序。
• 面向对象中依赖的接口而不是实现一样。
• control可以标准化，如遍历，查找，多线程，并发，异步等，都可以标准化。
• 因为control要处理数据，所以也要标准化泛型数据结构。
• control还要处理用户的业务逻辑，就是logic，所以我们通过标准化接口和协议来实现，将logic和control进行适配。

如何分离control和logic呢？我们可以使用下面的这些技术来解耦。

• State Machine
  • 状态定义
  • 状态变迁条件
  • 状态的action
• DSL – Domain Specifc Language
  • HTML， SQL， Unix Shell Script， AWK，正则表达式……
• 编程范式
  • 面向对象：委托、策略、桥接、修饰、 IoC/DIP、 MVC……
  • 函数式编程：修饰、管道、拼装
  • 逻辑推导式编程： Prolog

有效地分离Logic、Control和Data是写出好程序的关键所在！