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原文：Six programming paradigms that will change how you think about coding
作者：Yevgeniy Brikman
翻譯：陳學(xué)明

譯者注：本文介紹了六種編程范式，提到了不少小眾語(yǔ)言，作者希望借此讓大家更多的了解一些非主流的編程范式瞭亮，進(jìn)而改變對(duì)編程的看法瘫筐。以下為譯文：
時(shí)不時(shí)地西潘，我會(huì)發(fā)現(xiàn)一些編程語(yǔ)言所做的一些與眾不同的事情程奠，也因此改變了我對(duì)編碼的看法芋膘。在本文蒸绩，我將把這些發(fā)現(xiàn)分享給大家衙四。 這不是“函數(shù)式編程將改變世界”的那種陳詞濫調(diào)的博客文章，這篇文章列舉的內(nèi)容更加深?yuàn)W侵贵。我敢打賭大部分讀者都沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)下面這些語(yǔ)言和范式届搁，所以我希望大家能像我當(dāng)初一樣，帶著興趣去學(xué)習(xí)這些新概念窍育，并從中找到樂(lè)趣卡睦。 注：對(duì)于下面講到的大多數(shù)語(yǔ)言，我擁有的經(jīng)驗(yàn)其實(shí)很少：我只是覺(jué)得他們背后的思想很贊漱抓，但對(duì)于它們沒(méi)有任何相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)表锻，所以有任何更正和錯(cuò)誤請(qǐng)指出。此外乞娄，如果你發(fā)現(xiàn)任何沒(méi)有包括在這里的新的范式和想法瞬逊，請(qǐng)分享它們！ 更新：這篇文章上了r/programming和HN首頁(yè)仪或，感謝反饋确镊，我將會(huì)進(jìn)行更正。

默認(rèn)支持并發(fā)(Concurrent by default)

示例語(yǔ)言：ANI, Plaid 讓我們先從改變思維開(kāi)始：有一些編程語(yǔ)言是默認(rèn)支持并發(fā)的范删。也就是說(shuō)蕾域，每一行代碼都是并行執(zhí)行的！ 例如到旦，假設(shè)你寫(xiě)了三行代碼旨巷，A，B和C:
A; B; C;

在大多數(shù)編程語(yǔ)言中添忘，A將首先執(zhí)行采呐，接著B(niǎo)執(zhí)行，最后C執(zhí)行搁骑。在像ANI這樣的編程語(yǔ)言中斧吐，A又固， B和 C將同時(shí)執(zhí)行。 在ANI中代碼行之間的控制流或者順序只是代碼行之間顯式依賴(lài)的副作用会通。例如口予，如果B對(duì)A中定義的變量有引用，那么A和C將同時(shí)執(zhí)行涕侈，而B(niǎo)將在A完成后執(zhí)行。 來(lái)看一個(gè)ANI的例子煤辨。正如教程中所描述的裳涛，ANI 程序由用于操作流和數(shù)據(jù)流的“管道”和“鎖存器”組成。這種非同一般的語(yǔ)法很難解析众辨，ANI這門(mén)語(yǔ)言似乎已經(jīng)死了端三，但概念還是相當(dāng)有趣的。 下面是ANI中的“Hello World”示例：
"Hello, World!" ->std.out

在ANI語(yǔ)法中鹃彻，我們將“Hello World郊闯！”對(duì)象（一個(gè)字符串）發(fā)送到std.out流。如果我們發(fā)送另外一個(gè)字符串到std.out會(huì)怎樣蛛株？
"Hello, World!" ->std.out "Goodbye, World!" ->std.out

這兩行代碼并發(fā)執(zhí)行团赁，所以它們可能以任意順序在控制臺(tái)輸出。現(xiàn)在谨履，看看當(dāng)我們?cè)谝恍兄幸胍粋€(gè)變量并在之后引用會(huì)發(fā)生什么:
s = [string]; "Hello, World!" ->s; \s ->std.out;

第一行聲明一個(gè)叫做s的“鎖存器”（鎖存器有點(diǎn)像變量）欢摄，其中包含一個(gè)字符串；第二行發(fā)送文本“Hello World笋粟！”發(fā)送到s怀挠；第三行“解鎖”s并將內(nèi)容發(fā)送到std.out。因此害捕，你可以看到ANI的隱式程序排序：因?yàn)槊恳恍羞\(yùn)行都依賴(lài)于上一行绿淋，因此，這段代碼將按照它編寫(xiě)的順序執(zhí)行尝盼。 Plaid語(yǔ)言也聲稱(chēng)默認(rèn)情況下支持并發(fā)吞滞，但使用的是本篇論文中所描述的一種權(quán)限模型來(lái)構(gòu)建控制流。 Plaid還探討了其它有趣的概念东涡，如面向類(lèi)型狀態(tài)的編程冯吓，在那里狀態(tài)轉(zhuǎn)換成為了語(yǔ)言中的重要因素：你定義的對(duì)象不再是類(lèi)，而是一系列可以由編譯器檢查的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換疮跑∽楹兀看起來(lái)十分有趣，正如Rich Hickey在演講“Are we there yet”中所討論的祖娘，將時(shí)間作為語(yǔ)言結(jié)構(gòu)的首要因素失尖。 Multicore正處在上升期啊奄，并發(fā)性仍然比大多數(shù)語(yǔ)言更難。ANI 和 Plaid 對(duì)于這個(gè)可能產(chǎn)生驚人的性能提升的問(wèn)題提供了一個(gè)新的思路掀潮；不過(guò)問(wèn)題是“默認(rèn)支持并行”是否讓并發(fā)更容易或難以管理菇夸。 更新：上面的描述講解了ANI和Plaid的基本本質(zhì)，但我可互換地使用術(shù)語(yǔ)“并發(fā)”和“并行”仪吧，即使它們有不同的含義庄新。如果想了解更多信息請(qǐng)閱讀“并發(fā)不是并行”這篇文章。
依賴(lài)類(lèi)型 (Dependent types)

Idris

這里創(chuàng)建了一個(gè)變量l1，它的類(lèi)型簽名不僅指定它是一個(gè)包含Ints的Vector斥滤，還指定了它的長(zhǎng)度是3将鸵。編譯器可以使用這個(gè)信息來(lái)捕獲錯(cuò)誤。讓我們使用Vector中的vAdd方法來(lái)執(zhí)行兩個(gè)Vector間的成對(duì)相加(pairwise addition):
val l1 = 1 :#: 2 :#: 3 :#: VNil val l2 = 1 :#: 2 :#: 3 :#: VNilval l3 = l1 vAdd l2// Result: l3 = 2 :#: 4 :#: 6 :#: VNil

上面的例子運(yùn)行正常佑颇，因?yàn)轭?lèi)型系統(tǒng)知道兩個(gè)Vector的長(zhǎng)度都是3.顶掉。然而，如果我們嘗試兩個(gè)長(zhǎng)度不同的Vectors挑胸，我們會(huì)在編譯時(shí)得到一個(gè)錯(cuò)誤痒筒。
val l1 = 1 :#: 2 :#: 3 :#: VNilval l2 = 1 :#: 2 :#: VNilval l3 = l1 vAdd l2// Result: a compile error because you can't pairwise add vectors // of different lengths!

Shapeless是一個(gè)了不起的庫(kù)，但在我看來(lái)茬贵，它仍然有點(diǎn)粗糙簿透，只支持依賴(lài)類(lèi)型的一個(gè)子集，并導(dǎo)致生成相當(dāng)詳細(xì)的代碼和類(lèi)型簽名解藻。另一方面老充，Irdris，使類(lèi)型成為編程語(yǔ)言的首要成員螟左，所以啡浊，依賴(lài)類(lèi)型系統(tǒng)似乎更強(qiáng)大和更干凈觅够。為了比較，可以看看“Scala VS Idris：從屬依賴(lài)類(lèi)型的巷嚣，在現(xiàn)在和未來(lái)”演講喘先。 形式化驗(yàn)證方法已經(jīng)存在很長(zhǎng)一段時(shí)間了吏奸，但往往過(guò)于繁瑣味榛，不適用于通用編程帮非。依賴(lài)類(lèi)型的語(yǔ)言沐序，如Idris，甚至在未來(lái)的Scala中伪很，可能會(huì)提供更輕量級(jí)和更實(shí)用的替代方案募舟，這仍然可以顯著的提高類(lèi)型系統(tǒng)捕捉錯(cuò)誤的能力徘溢。當(dāng)然景东，由于終止問(wèn)題的固有限制，沒(méi)有哪個(gè)依賴(lài)類(lèi)型系統(tǒng)可以捕捉到全部錯(cuò)誤奔誓，但如果做得好斤吐，依賴(lài)類(lèi)型可能是靜態(tài)類(lèi)型系統(tǒng)下一個(gè)大的飛躍。
拼接語(yǔ)言（Concatenative languages）

Cat

在這里橘原，我們將兩個(gè)數(shù)字推倒堆棧上，然后調(diào)用+函數(shù)涡上，它將兩個(gè)數(shù)字從堆棧中彈出趾断，并將它們相加的結(jié)果添加到堆棧：代碼的輸出是5。下面是一個(gè)更有趣一點(diǎn)的例子：
def foo { 10 < [ 0 ] [ 42 ] if}20foo

讓我們逐行解讀上面的代碼：
首先吩愧，我們聲明一個(gè)函數(shù)foo芋酌。注意，在CAT中函數(shù)不指定輸入?yún)?shù)：所有參數(shù)都是從堆棧中隱式讀取的耻警。
foo調(diào)用<函數(shù)隔嫡，它從堆棧上彈出堆棧的第一個(gè)選項(xiàng)甸怕，將其與10進(jìn)行比較，并將true或false返回到堆棧腮恩。
接下來(lái)梢杭，我們將0和42推到堆棧：我們把它們放在括號(hào)中以確保它們推到未被評(píng)估堆棧上。這是因?yàn)檫@是因?yàn)樗鼈儗⒈挥米鳌皌hen”和“else”分支（分別）用于調(diào)用下一行的 if 函數(shù)秸滴。
if函數(shù)在堆棧中彈出3個(gè)選項(xiàng)：布爾條件武契、“then”和“else”分支。根據(jù)布爾條件的值荡含，它將會(huì)把“then”或“else”分支的結(jié)果推回到堆棧咒唆。
最后，我們將20推到堆棧并調(diào)用函數(shù)foo释液。
當(dāng)上面所說(shuō)流程都完成后全释，我們將最終得到數(shù)字42.

更詳細(xì)的介紹，請(qǐng)參看“ The Joy of Concatenative Languages ” 這種編程風(fēng)格有一些有趣的屬性：
程序可以通過(guò)無(wú)數(shù)種方式分割和連接以創(chuàng)建新的程序误债；
極簡(jiǎn)的語(yǔ)法（甚至比 LISP 還薪）產(chǎn)生了非常簡(jiǎn)潔的程序；
強(qiáng)大的元編程支持

我發(fā)現(xiàn)拼接編程是一個(gè)令人大開(kāi)眼界的思想實(shí)驗(yàn)寝蹈，但我還未實(shí)踐過(guò)李命。似乎你必須記住或想象堆棧的當(dāng)前狀態(tài)，而不能夠從代碼中的變量名讀取它箫老，這會(huì)使代碼很難理解封字。
聲明式編程(Declarative programming)

GNU Prolog

如果你使用過(guò)SQL奕删，那么你已經(jīng)使用了聲明式編程，可能自己沒(méi)有意識(shí)到這一點(diǎn)：當(dāng)你發(fā)出一個(gè)像 select X from Y where Z 這樣的查詢(xún)疗认，你就是在描述你想要返回的數(shù)據(jù)集完残；數(shù)據(jù)庫(kù)引擎的工作實(shí)際上是如何執(zhí)行查詢(xún)伏钠。你可以在大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中使用 explain 命令來(lái)查看執(zhí)行計(jì)劃并弄清楚在引擎下發(fā)生了什么。 聲明式語(yǔ)言之美在于它們?cè)试S你在更高層次的抽象下工作：你的工作就是描述你想要的輸出規(guī)格谨设。例如熟掂，在Prolog語(yǔ)言中一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)獨(dú)求解器的代碼只需要列出每行，每列扎拣，和一個(gè)解決的數(shù)獨(dú)難題的對(duì)角線應(yīng)該看起來(lái)的樣子： sudoku(Puzzle, Solution) :- Solution = Puzzle,
Puzzle = [S11, S12, S13, S14,S21, S22, S23, S24,S31, S32, S33, S34,S41, S42, S43, S44], fd_domain(Solution, 1, 4), Row1 = [S11, S12, S13, S14], Row2 = [S21, S22, S23, S24], Row3 = [S31, S32, S33, S34], Row4 = [S41, S42, S43, S44], Col1 = [S11, S21, S31, S41], Col2 = [S12, S22, S32, S42], Col3 = [S13, S23, S33, S43], Col4 = [S14, S24, S34, S44], Square1 = [S11, S12, S21, S22], Square2 = [S13, S14, S23, S24], Square3 = [S31, S32, S41, S42], Square4 = [S33, S34, S43, S44], valid([Row1, Row2, Row3, Row4, Col1, Col2, Col3, Col4, Square1, Square2, Square3, Square4]).valid([]).valid([Head | Tail]) :- fd_all_different(Head), valid(Tail).

下面是如何運(yùn)行上面的數(shù)獨(dú)求解器：
| ?- sudoku([_, _, 2, 3, _, _, _, _, _, _, _, _, 3, 4, _, _], Solution).S = [4,1,2,3,2,3,4,1,1,2,3,4,3,4,1,2]

不幸的是赴肚，聲明式編程語(yǔ)言的性能開(kāi)銷(xiāo)比較大。上面的單純排序算法的復(fù)雜度接近O（n６丁）誉券；數(shù)獨(dú)求解器使用暴力搜索；而且大多數(shù)開(kāi)發(fā)人員不得不提供數(shù)據(jù)庫(kù)提示和額外索引刊愚，以避免執(zhí)行SQL查詢(xún)時(shí)的昂貴和低效的計(jì)劃踊跟。
符號(hào)式編程（Symbolic programming）

Aurora

示例語(yǔ)言：Aurora Aurora語(yǔ)言是符號(hào)式編程的一個(gè)例子：使用符號(hào)編程語(yǔ)言編寫(xiě)的“代碼”不僅包括純文本，還包括圖像鸥诽、數(shù)學(xué)方程琴锭、圖、圖表等衙传。這允許你以數(shù)據(jù)的原生格式來(lái)操作和描述大量的數(shù)據(jù)，而不是完全用文本來(lái)描述它厕九。Aurora是完全交互式的蓖捶，它會(huì)立即顯示每行代碼的結(jié)果，像steroids中的REPL扁远。 Aurora語(yǔ)言是由Chris Granger創(chuàng)造的俊鱼，他還創(chuàng)建了Light Table IDE〕┞颍克里斯在他的文章《為了更好地編程》中描述了創(chuàng)建Aurora的動(dòng)機(jī)并闲，目標(biāo)是使編程更直觀，直接谷羞，減少偶然的復(fù)雜性帝火。欲了解更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)Bret Victor的演講：Inventing on Principle, Media for Thinking the Unthinkable, and Learnable Programming湃缎。 更新：“符號(hào)編程”可能不是適用于Aurora犀填。更多信息參見(jiàn)維基百科上的“符號(hào)編程”的維基主頁(yè)。
基于知識(shí)的編程（Knowledge-based programming）

Wolfram