编程范式及其代表语言

编程范式

核心概念

关键突破

主要目的

代表语言

运行机制

实现原理

常见应用

命令式/过程式

（Imperative/Procedural）

命令/过程

（Command

/Procedure）

突破单一主程序和非结构化程序的限制

模拟机器思维，实现自顶向下的模块设计

Fortran/Pascal/C

命令执行

引入逻辑控制和子程序

交互式、事件驱动型系统；数值计算等

函数式/应用式

(Functional/Applicative）

函数

（Function）

突破机器思维的限制

模拟数学思维，简化代码

Scheme/Haskell

表达式计算

引入高阶函数，将函数作为数据处理

微积分计算；数学逻辑；博弈等

逻辑式

（Logic）

断言

（Predicate）

突破逻辑与控制粘合的限制

专注逻辑分析，减少控制代码

Prolog/Mercury

逻辑推理

利用推理引擎在已知的事实和规则的基础上进行逻辑推断

机器证明；专家系统；自然语言处理；语义 （semantic web）；决策分析；业务规则管理等

对象式

（Object-Oriented）

对象

（Object）

突破数据与代码分离的限制

迎合人类认知模式，提高软件的易用性和重用性

Smalltalk/Java

对象间信息交换

引入封装、继承和多态机制

大型复杂交互式系统等

并发式/并行式

（Concurrent/Parallel）

进程/线程

（Process/Thread）

突破串行的限制

充分利用资源、提高运行效率、提高软件的响应能力

Erlang/Oz

进程/线程间通讯与同步

引入并行的线程模块以及模块间的通讯与同步机制

图形用户界面；I/O处理；多任务系统如操作系统、 络服务器等；实时系统；嵌入式系统；计算密集型系统如科学计算、人工智能等

泛型式

（Generic）

算法

（Algorithm）

突破静态类型语言的限制

提高算法的普适性

Ada/Eiffel/C++

算法实例化

（多发生于编译期）

利用模板推迟类型指定

普适性算法如排序、搜索等；集合类容器等

元编程

（Metaprogramming）

元程序

（Metaprogram）

突破语言的常规语法限制

减少手工编码，提升语言级别

Lisp/Ruby/JavaScript

动态生成代码或自动修改执行指令

利用代码生成或语言内建的反射（reflection）、动态等机制，将程序语言作为数据来处理

自动代码生成；定义结构化配置文件；IDE；编译器；解释器；人工智能；模型驱动架构（MDA）；领域特定语言（DSL）等

切面式

（Aspect-Oriented）

切面

（Aspect）

突破横切关注点无法模块化的限制

实现横切关注点分离

AspectJ/AspectC++

在接入点处执行建议

通过编织（weaving）将附加行为嵌入主体程序

日志输出；代码跟踪；性能监控；异常处理；安全检查；事务管理等

事件驱动

（Event-Driven）

事件

（Event）

突破顺序、同步的流程限制

调用者与被调用者在代码和时间上双重解耦

C#/VB.NET

监听器收到事件通知后做出响应

引入控制反转和异步机制

图形用户界面； 络应用；服务器；操作系统；IoC框架；异步输入；DOM等