paradigms - 你能用过程、函数、逻辑和面向对象编程语言来表示同一个例子吗？

Question

任何人都可以为我提供一个示例，通过使用几乎相同的示例问题，它可以帮助我并排理解过程、函数、逻辑和面向对象的编程模型。

请给我使用过程、函数、逻辑和 OO 编程语言的一些相同问题的示例代码片段。

Answer 1

让我们试试更简单的例子 - 只计算第 n 个斐波那契数。

首先，程序(在Pascal中):

program Fibonacci;

function fib(n: Integer): Integer;
var a: Integer = 1;
    b: Integer = 1;
    f: Integer;
    i: Integer;
begin
  if (n = 1) or (n = 2) then
     fib := 1
  else
    begin
      for i := 3 to n do
      begin
         f := a + b;
         b := a;
         a := f;
      end;
      fib := f;
    end;
end;

begin
  WriteLn(fib(6));
end.

此示例显示了过程语言的功能:

有一些子程序(本例中的函数)

变量可能被多次赋值( := 运算符)

有循环(在这种情况下 用于 运算符)

语言是命令式的，即我们告诉计算机按什么顺序做什么

二、面向对象(在Python中):

class Fibonacci:
   def __init__(self):
       self.cache = {}
   def fib(self, n):
       if self.cache.has_key(n):
           return self.cache[n]
       if n == 1 or n == 2:
            return 1
       else:
           a = 1
           b = 1
           for i in range(2, n):
               f = a + b;
               b = a;
               a = f;
           self.cache[n] = f;
           return f;


fibonaccyCounter = Fibonacci()
print fibonaccyCounter.fib(6)

其实这个问题不值得创建一个类，所以我添加了对已经计算结果的缓存。

此示例显示:

类及其实例化(创建实例)

类有自己的内存部分，自己的状态( self 及其成员)

语言是命令式的，即我们告诉计算机按什么顺序做什么

未显示，但我们可以例如从返回某个序列的第 n 个成员的抽象类继承这个类。通过 subslasing，我们得到了定义斐波那契数列、序列 1、2、3...、序列 1、4、9、16 等的类。

三、函数式风格(Haskell):

import Text.Printf

fib :: Int -> Int
fib 0 = 0
fib 1 = 1
fib n = fib (n-1) + fib (n-2)

main = printf "%d\n" (fib 6)

展示了函数式编程范式的以下特征:

没有状态，没有变量 - 只是定义了函数

没有循环 - 只有递归

模式匹配:我们分别为其余数字定义了“fib 0”、“fib 1”和“fib n”，没有像这样的结构。如果 需要

声明式风格 - 我们没有定义计算步骤的顺序 主 函数值:给定函数定义，编译器/解释器/运行时自己计算出来。我们告诉计算机我们想要什么，而不是做什么。

懒惰的评价。如果 main 仅调用“fib 2”，则不会调用“fib n”，因为函数仅在需要将其结果作为参数传递给其他函数时才进行评估。

但是函数式语言的主要特征是函数是一等对象。
这可以通过 fib 的其他实现来证明。 :

fib n = fibs!!n
fibs = 0 : 1 : zipWith (+) fibs (tail fibs)

我们路过 fibs函数作为 zipWith 的参数功能。
此示例还演示了惰性求值:“无限”列表仅在其他函数需要的范围内进行计算。

顺便说一下，函数式并不一定意味着不是面向对象的。 Scala 是一个既面向函数又面向对象的编程语言的例子。

序言:

fib(1, 1).
fib(2, 1).


fib(X, Y):-
        X > 1,
        X1 is X - 1,
        X2 is X - 2,
        fib(X1, Z),
        fib(X2, W),
        Y is W + Z.


main :-
   fib(6,X), write(X), nl.

可以看出以下逻辑编程风格的特点:

语言是陈述性的。就像在函数式风格中一样，我们定义事物而不是告诉它们以什么顺序去做。

但是与函数式风格的区别在于我们定义的是谓词，而不是函数。在这种情况下，谓词 fib(X, Y) 表示“第 X 个斐波那契数为 Y”。给定一些已知的谓词(fib(1, 1) 和 fib(2, 1) - 即第一个斐波那契数是 1，第二个斐波那契数是 1)和推断其他谓词的规则(Y 是 X-th 斐波那契数是 Y 是一个X-1th Fibonacci 数和 X-2th Fibonacci 数之和)，Prolog 推断出有问题的谓词。其实答案可能不止1个!

没有输入值和返回值——我们定义了“输入”和“输出”之间的关系，而不是这个。

这个程序也可以用来找出斐波那契数 8 在序列中的第 6 位:

?- between(0,inf,X), fib(X,8).
X = 6 .