淺談程序設(shè)計語言中四種語言范型的區(qū)別

1、淺談程序設(shè)計語言中四種語言范型的區(qū)別淺談程序設(shè)計語言中四種語言范型的區(qū)別byclara過程式程序設(shè)計語言過程式程序設(shè)計語言：?基本觀點(diǎn)：基本觀點(diǎn)：計算實(shí)現(xiàn)的模型如果按馮諾依曼原理強(qiáng)制改變內(nèi)存中的值叫命令(或譯指令、強(qiáng)制Imperative式)的。所有過程語言都基于這個原理。由于強(qiáng)制改變值，程序狀態(tài)的變化沒有一定規(guī)則，程序大了就很難查錯，很難調(diào)試，不易證明其正確。組織程序的范型即:算法過程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。到目前軟件開發(fā)主導(dǎo)語言仍是過程式語言。近

2、代命令式語言增加了模塊強(qiáng)制類型檢查、抽象數(shù)據(jù)類型、類屬等機(jī)制可開發(fā)較安全、可靠的大程序。命令型范式強(qiáng)調(diào)的是一個可以方便解決問題的過程。?表達(dá)上的特點(diǎn)：表達(dá)上的特點(diǎn)：面向過程就是分析出解決問題所需要的步驟，然后用函數(shù)把這些步驟一步一步實(shí)現(xiàn)。原始的程序設(shè)計范型是：確定需要哪些過程；采用能找到的最好的算法。?執(zhí)行效率：執(zhí)行效率：執(zhí)行效率最高?程序的并發(fā)，安全，程序的控制，類型系統(tǒng)：程序的并發(fā)，安全，程序的控制，類型系統(tǒng)：１并發(fā)性：支持程序的并

3、發(fā)性處理，提供并發(fā)線程調(diào)度。２安全：安全性不高。其中表現(xiàn)在：１.濫用goto，通過結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計和限制少量可控制的跳轉(zhuǎn)，已經(jīng)完全解決。２懸掛指針，盡可能多用引用和在堆?？蚣苤蟹峙渲羔槪上罅繎覓熘羔?。但引用的對象依然有時、空問題。沒有完全解決。３函數(shù)副作用，由于馮諾依曼機(jī)的本質(zhì)是改變變量的存儲從而改變程序狀態(tài)，但是狀態(tài)時空效應(yīng)不可免，副作用不可能消除。３程序控制：通常的計算機(jī)程序總是由若干條語句組成，從執(zhí)行方式上看，從第一條語句到最

4、后一條語句完全按順序執(zhí)行，是簡單的順序結(jié)構(gòu)；在程序執(zhí)行過程當(dāng)中，根據(jù)用戶的輸入或中間結(jié)果去執(zhí)行若干不同的任務(wù)則為選擇結(jié)構(gòu)；如果在程序的某處，需要根據(jù)某項(xiàng)條件重復(fù)地執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)若干次或直到滿足或不滿足某條件為止，這就構(gòu)成循環(huán)結(jié)構(gòu)。過程式程序設(shè)計語言并不是只有簡單的順序結(jié)構(gòu)，而是順序、選擇、循環(huán)三種結(jié)構(gòu)的復(fù)雜組合。其中，選擇控制語句如：if；switch、case，循環(huán)控制語句如：for、while、do...while，轉(zhuǎn)移控制語句如：b

5、reak、continue、goto。４類型系統(tǒng)：有限類型，指針類型，復(fù)合類型（數(shù)組類型），記錄類型，聯(lián)合類型，集合類型等類型組成的，并可以對這些類型進(jìn)行操作。?適用范圍：適用范圍：應(yīng)用范圍非常廣，由于效率非常高，通常用來設(shè)計需要嚴(yán)格控制執(zhí)行時間的系統(tǒng)，同時能夠準(zhǔn)確的控制系統(tǒng)的存儲調(diào)度等。計方法的應(yīng)用解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法中客觀世界描述工具與軟件結(jié)構(gòu)的不一致性問題，縮短了開發(fā)周期，解決了從分析和設(shè)計到軟件模塊結(jié)構(gòu)之間多次轉(zhuǎn)換映射的繁雜

6、過程，是一種很有發(fā)展前途的系統(tǒng)開發(fā)方法。但是由于有些面向?qū)ο蟪绦蛘Z言有垃圾回收機(jī)制等特點(diǎn)，所以不能應(yīng)用于高實(shí)時性的系統(tǒng)。函數(shù)式語言函數(shù)式語言：?基本觀點(diǎn)：基本觀點(diǎn)：程序?qū)ο笫呛瘮?shù)及高階函數(shù)，組織程序的范型是函數(shù)定義及引用。代表語言有LISP、FP、ML、Mira。函數(shù)式范型使程序員集中于把問題的解決用較小的問題的解來描述。傳統(tǒng)程序設(shè)計語言中的賦值等概念，在函數(shù)式程序設(shè)計語言中消失。函數(shù)式程序的一個最本質(zhì)的特性，就是函數(shù)值唯一地由其參數(shù)值

7、所確定。只要使用相同的參數(shù)值，對此程序的不同的調(diào)用總是得到相同的結(jié)果。這種性質(zhì)稱為引用透明性，有助于程序的模塊化。函數(shù)式程序設(shè)計語言具有較強(qiáng)的組織數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的能力，可以把某一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如數(shù)組）作為單一值處理；可以把函數(shù)作為參數(shù)，其結(jié)果也可為函數(shù)，這種定義的函數(shù)稱為高階函數(shù)。這些由函數(shù)表達(dá)式所表示的程序簡明、緊湊和易于維護(hù)。過去，這種程序設(shè)計稱為應(yīng)用性程序設(shè)計。1977年，J.巴克斯提出函數(shù)式程序設(shè)計的概念。一般認(rèn)為表處理語言(LISP)是

8、最早的函數(shù)式程序設(shè)計語言。但是，LISP的重點(diǎn)是將函數(shù)應(yīng)用于對象，以產(chǎn)生新的對象，必要時再上升為函數(shù)。巴克斯所提出的函數(shù)式程序設(shè)計，則是引用函數(shù)型產(chǎn)生新函數(shù)，程序設(shè)計時從一般的對象空間上升到函數(shù)空間，因而具有優(yōu)越的數(shù)學(xué)性質(zhì)，有助于程序的理解、推理和驗(yàn)證。?表達(dá)上的特點(diǎn)：表達(dá)上的特點(diǎn)：1嚴(yán)禁破壞性賦值通過以下四種方法實(shí)現(xiàn)：[1]存儲計算子表達(dá)式的中間結(jié)果。全局符號即按λ演算的符號，聲明時給出，參數(shù)名束定于變元表達(dá)式。where子句內(nèi)的是局

9、部符號名，整個的where部分以堆棧幀實(shí)現(xiàn)，局部名存放中間計算結(jié)果。where可嵌套產(chǎn)生塊結(jié)構(gòu)的名字束定。這樣就可以達(dá)到存儲計算子表達(dá)式的中間結(jié)果[2]條件語句的重要組成。用條件表達(dá)式完全可以代替條件語句，其返回值通過參數(shù)束定或where子句束定于名字，以此來實(shí)現(xiàn)[3]用于循環(huán)控制變量。實(shí)現(xiàn)方式如下：函數(shù)式語言都要定義表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因?yàn)闅w約和遞歸計算在表上很方便。對整個表操作實(shí)則是隱式迭代，不用循環(huán)控制變量。對于順序值也都用表寫個映射函數(shù)

10、即可隱式迭代。即以遞歸來代替while_do。[4]處理復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(增刪改某個成分)。2完全不考慮語句順序：用嵌套代替語義相關(guān)的順序，用懶求值代替順序，利用衛(wèi)式進(jìn)一步消除順序性3全部采用懶求值?執(zhí)行效率：執(zhí)行效率：執(zhí)行效率較低。效率普遍認(rèn)為是函數(shù)式語言的大問題，到目前為止雖然新語言版本在效率問題上作了許多改進(jìn)，從過去比順序的命令式語言慢2001000倍到近來的35倍。原因如下：1.函數(shù)是第一類對象，局部于它的數(shù)據(jù)一般要在堆(heap)