![image](https://hackmd.io/_uploads/HklIGL13C.jpg) [影片](https://youtu.be/ZEyT9wtXN0Q) [下篇：抽象機制與物件範式](https://hackmd.io/vdNw4pp3QqGVWznW80c-rg) [博客來](https://www.books.com.tw/products/0010687596) 2008 網頁 2015 二版 ## 函式庫、工具包 vs 框架 * 函式庫、工具包：程式碼複用，讓工程師不用從底層打造，帶來自由 * 框架：設計的複用，控制整體結構和流程，帶來限制。控制反轉(IoC) ## 設計模式 vs 架構 * 設計模式：戰術思想 * 架構：戰略決策 (MVC、MPV...) ## 設計模式 vs 慣用法(Idiom) * 針對常發生問題提供解決方案。前者偏重設計；後者偏重實作 ## 補充 * ASP、JSP：用於靜態網頁植入能在伺服器運行的程式，因為不涉及新的語言，故稱為模板、框架或腳本環境更合適。PHP則屬於新的程式語言，除了用於伺服器，還能編寫命令列腳本和桌面應用程式 # 範式 設計範式 Programming Paradigm 風格或典範 常用Oriented表述，某種傾向 ## 1. 命令範式 * 結構化：循序、選擇、迴圈(while、util) - 只用這幾種才是標準的 * 單入口、單出口 = SESE = Single Entry Single Exit * 善於互動式或事件驅動，使用者導向 * 提倡迭代不鼓勵遞迴 * 一般效能開銷較大 * 除了尾歸遞迴Tail Recursion * 因為編譯器能把尾歸轉成迭代 * ## 2. 宣告範式 * 數學思維 x=6 定值 1. 函數式：宣告定義 * 閉包：創建匿名類別，記住外部類別的局部變數 包：環境變數綑綁打包 閉：變數是封閉，指給該函數使用 2. 邏輯式：表達邏輯 vs 命令式=提供演算法 i=i+1 定址，模擬電腦 * 後兩代語言基本上都是宣告式，模擬人腦 * 善於數理邏輯應用 * C# attribute就屬於宣告式應用 * 不支援迭代 | 範式 | 程式 | 輸入 | 輸出 | 程式設計 | 程式運行 | | - | - | - | - | - | - | | 命令式 | 自動機 | 初始狀態 | 最終狀態 | 設計指令 | 執行命令 | | 函數式 | 數學函式 | 自變數 | 應變數 | 設計函數 | 運算式變換 | | 邏輯式 | 邏輯證明 | 假設 | 結論 | 設計命題 | 邏輯推理 | ![螢幕擷取畫面 2024-03-13 094947](https://hackmd.io/_uploads/ry5v8K06a.png) ## 3. 物件範式 * 貼近真實世界的物質 * OOP是物件+繼承、多形 * 封裝使得物件擁有個體身份 * 繼承使得物件擁有家庭身份 * 多型使得物件擁有社會身份 * vs 程序式 * 物件式：資料為中心，自底向上，逐步合併 (民主制) * 程序式：程序為中心，自頂向下，逐步求精 (君主制) > 對一個沒有獨立思考習慣的人來講，與其說他認同一個理論， > 倒不如說他認同該理論宣導者的權威。 > 而在他仰視權威的同時，也把自己的思想交託給了權威。 ## 4. 並行範式 * 貼近真實世界的互動 * vs 串列式 * 基本單位：程序(Process)及執行緒(Thread) * Precess-Oriented * 生產體系：資源在各模組競爭與合作 ## 5. 泛型函式 (演算法導向) * C++ template、C #define、C# <> * 打破靜態語言資料之間的壁壘 * 不犧牲效率又確保安全，提高演算法普遍性 * STL三要素 1. 演算法 2. 容器 3. 迭代器：演算法與容器之間的介面，抽象化的指標(因此行為也能被泛化) > 1. 從一個整數陣列中隨機抽取十個數，對其中的素數求和 > 2. 將一個無序整數集中所有的完全平方數換成其平方根 > 3. 從成績表中，列出所各科及格且平均分數70以上的學生名單 > 4. 再一個著色二元樹中，將所有紅色節點塗成藍色 > 5. 將一個字串從倒數第三個字元開始反向拷貝到另一個字串中 > 6. 每從標準輸入讀取到一個非數字的字元X，於標準輸出列印出「X不是數字字元」 ```c++ template< class Iterator , class Act , class Test > void process( Iterator begin , Iterator end , Act act , Test test ) { for( ; begin != end ; ++begin ) if( test( *begin ) ) act( *begin ); } ``` ```c++ #include <iostream> #include "prcess.h" using namespace std ; bool notDigit( char c ) { return ( c < '0' ) || ( c > '9' ); } void printNodDigit( char c ) { cout << c << "不是數字字元" << endl ; } int main() { process( istream_iterator< char >( cin ) , istream_iterator< char >() , printNonDigit , notDigit ); return 0 ; } ``` ## 6. 超級範式 (元程式Metaprogramming：寫程式的程式) * 編寫操作程式的程式。傳統運算是動態，程式本身靜態；在元程式，兩者皆是動態 * 自編的元程式 * ~解碼器 * 可使資料簡化，隨時修改(自定義資料格式) * 程式當作資料對待 * eq 編譯器：高階->組合 * ->語言導向程式設計(Language-Oriented Programming = LOP)。專用語言->通用語言 * -> 生程式程式設計(Generative Programming) ## 7. 切面泛式 Aspect of point = AOP * Soc = Separation of Concerns 關注點分離 將結構混亂或是疊床架屋的程式碼抽象出關注議題，以此分解程式碼 * 切面為模組，橫切關注點(Cross-Cutting Concerns) * 主流執行方向為縱向(OOP繼承、執行順序) * 有些程式碼卻跨模組，難以實現Soc和DRY * 接入點(Joint Point)：執行處 * 切入點(Pointcut)：符合執行的接入點集合 * 建議(Advice)：被連結的程式碼 * 織入(Weaving)：程式若是管道，AOP就是在管道上鑽孔，注入新的程式碼。分靜態和動態注入 * 如同三稜鏡： 1. 切面分解：設計者構思 2. 切面實作：程式設計師實作 3. 合成切面：AOP工具負責 * 額外效能開發，用於大中型的程式 ## 8. 事件驅動 Event-Driven Programming = EDP * vs 流程驅動式程式設計 Flow-Driven Programming * 控制反轉：主從地位反轉 * 提供框架，其他類別填空 * 依賴反轉：解偶上下層 * Callback：底層可以呼叫上層 * 觀察者模式可看作簡化版的事件驅動 * 省略了管理器部分 * 事件：轉化、合併、排隊、分派 ![SKMBT_C36024072209580-1](https://hackmd.io/_uploads/HJeciridA.png) # 語言 ## 五代語言 1. 機器語言 2. 組合語言 3. 高階語言：C常會被說中階語言，介於高階與前兩代語言 4. 問題導向語言：專門領域設計，但不再廣泛領域應用 5. 人工自智慧語言：能更口語開發廣泛設計 ## 系統語言 ### C++ * 反射功能不足 -> 為了效能 * 完全支援指標導致安全隱患 -> 底層所需 * 沒有GC (軟肋一：擔心造成過大的時空開銷) * 替代方案RAII(Resource Acquisition Is Initialization) -> Smart Pointer * 資源獲取及初始化 * RRIF (Resource Release Is Finalization) * 資源釋放即終結化 * 沒有執行緒 * 沒有豐富標準函式庫 (軟肋二：僅有效率極低的標準委員會維護，缺乏大公司鼎力資助，D語言更慘) ## 平台語言(Java & C#) * 編譯生成與機器無關的受控碼(Managed Code)或位元組碼(Bytecode) * 執行於VM上 * '.' 機器性能、軟體規模過大 -> GC的方便 * b. 效能仍是需要重視的議題 * 禁用指標 -> 類型安全 ### Java * = C++++-- (c++加加減減) * 一種語言跨平台(語言擴散) * JVM (Java Virtual Machine) ### C# * = 音符裡的高半音符號 != C四個加 * 多種語言在一種平台上.net執行(凝聚語言) * CLR (Common Language Runtime) * unsafe -> 指標操作 * Delegate、event * 閉包、Lambda(函數式) * checked、yield * 匿名類型 ## 前台語言 * 視覺化開發 (B/S架構 vs C/S架構) * 效率要求低 ### VB * 前身BASIC (Beginner's All-Puppose Symbolic Instruction Code) * 學習曲線短 ### Delphi * = Object Pascal。前身Pascal(教學語言) * 不限於Window ### JavaScrip (動態語言。eq: Perl、PHP、Python、Ruby) * X Java * 可用於伺服器(SSJS) * 配合HTML、CSS、XML和XSLT才能完成前台工作 * 基於原型的OOP (用現有的物件去擴充，而非定義類別來實現) * 標準、普及 * 瀏覽器標準不統一、除錯工具不理想 ## 後台語言 * Perl 強大複雜 * Python 簡單易學 效率差 * Ruby Perl + Python * 執行緒件在使用者空間而非內核空間 (X充分利用多核) * PHP 相較下過於簡單，但流行 * 動態語言->網路平台 * LAMP (Linux Apache MySQL PHP或動態語言) ## 資料類型 * 要素： 1. 值的集合 2. 允許的運算 * 意義： * 機器物理意義：底層記憶體配置和數值運算 * 人邏輯意義：表達高層邏輯概念 ### 類型檢查發生期間 1. 動態類型語言 * 執行期間 * != 動態語言 * 鴨子類型 (Duck Typing) * 鴨&蛙：叫&游 * 動O靜X ShoutAndSwim( _animal ) * 雞&魚：前叫後游 * 動O靜X ShoutOrSwim( _animal ) * C++靜態語言類型 * B. 範本可實現And的類似功能，但Or無法 * 非繼承多型 2. 靜態類型語言 * 編譯期間 ### 值轉換類型 1. 弱類型語言 * 允許隱性轉換 * 1 + "2" * VB = 3 * JavaScript = 12 * c = 記憶位置偏移 2. 強類型語言 * 貫徹類型控制 * 鑄型Cast ### 安全性 1. 類型安全語言 2. 類型不安全語言 ## 動態語言 * 目前動態語言沒有明確定義 * ~腳本語言 * A script is what you give the actor, a program is what you give the audience * 字元導向 * 靜態語言數值導向。依賴函式庫 * 常見形式： 1. Shell script 介殼腳本 2. Batch File 批次檔案 * 膠水語言 (Glue) * 用於系統管理及集成 * 不同語言之間結合 [下篇：抽象機制與物件範式](https://hackmd.io/vdNw4pp3QqGVWznW80c-rg)