编程范式之面向对象、过程、函数式编程浅析

面向对象编程、面向过程编程、函数式编程等等，这些也许是大家经常会听到的术语，这些都是什么意思，干什么用，他们之间有什么区别和联系，这篇文章来给大家讲讲这些以及它们的编程思想，也许会给大家带来一些启示。

（本篇文章的观点仅代表本人观点，如有不对还请客气地指出！）

编程范式

编程范式（英语：Programming paradigm），（范即模范、典范之意，范式即模式、方法），是一类典型的编程风格，是指从事软件工程的一类典型的风格。如：面向对象编程、面向过程编程、函数式编程、命令式编程等等为不同的编程范型。

面向对象编程：面向对象程序设计(Object Oriented Programming)作为一种新方法，其本质是以建立模型体现出来的抽象思维过程和面向对象的方法。模型是用来反映现实世界中事物特征的。任何一个模型都不可能反映客观事物的一切具体特征，只能对事物特征和变化规律的一种抽象，且在它所涉及的范围内更普遍、更集中、更深刻地描述客体的特征。通过建立模型而达到的抽象是人们对客体认识的深化。

面向过程编程：“面向过程”(Procedure Oriented)是一种以过程为中心的编程思想。这些都是以什么正在发生为主要目标进行编程，不同于面向对象的是谁在受影响。与面向对象明显的不同就是封装、继承、类。

函数式编程：函数式编程（functional programming）是种编程方式，它将电脑运算视为函数的计算。函数编程语言最重要的基础是λ演算（lambda calculus），而且λ演算的函数可以接受函数当作输入（参数）和输出（返回值）。

命令式编程：命令式编程（英语：Imperative programming），是一种描述计算机所需作出的行为的编程典范。几乎所有计算机的硬件工作都是命令式的；几乎所有计算机的硬件都是设计来运行机器码，使用命令式的风格来写的。（此编程范式不是本篇文章讲述的重点，只是列出来和其它有个对比。）

上述几个术语的官方解释也许不是很好理解，看了术语解释先有一个大概的认识，接下来通过一些通俗易懂的话语和例子来讲述一下，理解不同编程范式都有一些什么思想以及优势。

For example

我们要实现一个计算器的程序，输入（5+4）* 8 - 6后计算出结果值。

任何一种编程范式都可以实现该程序，但是思考和编写方式有着很大的不同。

面向过程编程

面向过程就是分析出解决问题所需要的步骤，然后用函数把这些步骤一步一步实现，使用的时候一个一个依次调用就可以了。

第一步、求5 + 4之和；

第二步、将第一步结果乘以8；

第三步、将第二步的结果减去6；

第四步、输出第三步的结果；

依次执行上面每个步骤即可得到最终值。

面向过程

分析

面向过程其实是最为实际的一种思考方式，就算是面向对象的方法也是含有面向过程的思想。可以说面向过程是一种基础的方法。它考虑的是实际地实现，一般的面向过程是从上往下步步求精，所以面向过程最重要的是模块化的思想方法。当程序规模不是很大时，面向过程的方法还会体现出一种优势。因为程序的流程很清楚，按着模块与函数的方法可以很好的组织。

函数式编程

函数式编程依靠的是不使用或不改变全局状态的函数，他们唯一使用的状态就是传给函数的参数。一个函数的结果通常被继续传给另一个函数。因此，程序通过函数之间传递状态，避免了全局状态的问题，也因此消除了由此带来的副作用和其他问题。

函数式

或者变换一种展示方式更容易理解

函数式

分析

函数式编程中没有赋值语句，因此变量一旦有了值就不会再改变。更通俗的讲，函数式编程没有副作用——除了结算结果，调用函数没有别的作用。这样消除了bug的一个主要来源，也使得执行顺序变得无关紧要。因为没有能够改变表达式值的副作用，可以在任何时候对它求值。由于能够在任何时候对表达式求职，所以可以用变量的值来自由替换表达式，反之亦然——即程序是“引用透明”的。

面向对象编程

面向对象是以功能来划分问题，而不是步骤和函数，因此我们关心的是计算器这个类，这个类有什么功能和属性。

面向对象编程

分析

面向对象的分析方法是利用面向对象的信息建模概念，如实体、关系、属性等，同时运用封装、继承、多态等机制来构造模拟现实系统的方法。传统的结构化设计方法的基本点是面向过程，系统被分解成若干个过程。而面向对象的方法是采用构造模型的观点，在系统的开发过程中，各个步骤的共同的目标是建造一个问题域的模型。在面向对象的设计中，初始元素是对象，然后将具有共同特征的对象归纳成类，组织类之间的等级关系，构造类库。在应用时，在类库中选择相应的类。

已经被证实的是，面向对象程序设计推广了程序的灵活性和可维护性，并且在大型项目设计中广为应用。此外，面向对象程序设计要比以往的做法更加便于学习，因为它能够让人们更简单地设计并维护程序，使得程序更加便于分析、设计、理解。

总结

函数式相比于面向过程编程方式是进一步的提升，面向过程的特性就是解决一个问题，需要一步一步分析需要怎样，然后需要怎样，一步一步实现的。而函数式编程则引入了引用透明、不修改状态、无副作用的思想，这样的编程方式更易于代码简洁、并发和管理。

面向过程和函数式是具体的东西，而且面向过程和函数式是面向对象的基础。面向对象可以说是面向过程和函数式的抽象，比如汽车有开车，加减速和刹车，关于汽车的操作有好多，每一个都需要一个具体的过程来实现，把这些过程抽象的总结起来就可以形成一个类，这个类包括的汽车所有的东西，所有的操作。