展开菜单
首页 精品内容 本月促销 装机必备 Windows PDF教程 macOS软件 IOS软件 Android AI 专题
全部分类

当前位置:

首页 > 编程开发 > 声明式编程与命令式编程

声明式编程与命令式编程

先统一一下概念,我们有两种编程方式:命令式和声明式。 简单来说,两者的区别可以这样理解: 命令式编程:你告诉机器“怎么做” (how),至于你到底想要什么 (what),机器不管,它只负责执行你的指令。 声明式编程:你告诉机器“你想要什么” (what),然后让机器自己琢磨怎么去实现 (how)。

本文目录

    先统一一下概念,我们有两种编程方式:命令式和声明式。

    简单来说,两者的区别可以这样理解:

    • 命令式编程:你告诉机器“怎么做” (how),至于你到底想要什么 (what),机器不管,它只负责执行你的指令。
    • 声明式编程:你告诉机器“你想要什么” (what),然后让机器自己琢磨怎么去实现 (how)。

    光说概念可能有点绕,我们直接看代码。

    就拿一个最简单的例子来说:把数组里的每个数字翻倍。

    用命令式编程的思路,你会这么写:

    var numbers = [1,2,3,4,5]
    var doubled = []
    for(var i = 0; i < numbers.length; i++) {
        var newNumber = numbers[i] * 2
        doubled.push(newNumber)
    }
    console.log(doubled) //=> [2,4,6,8,10]
    

    这段代码的逻辑很清楚:遍历整个数组,取出每个元素,乘以2,再把结果塞进一个新数组里。每一步都很具体,机器照做就行。

    那如果用声明式编程呢?可以用 Array.map 函数:

    var numbers = [1,2,3,4,5]
    var doubled = numbers.map(function(n) {
        return n * 2
    })
    console.log(doubled) //=> [2,4,6,8,10]
    

    map 函数厉害的地方在于,它把“遍历数组”这个底层操作给抽象出来了。我们只需要告诉它“我想要每个元素乘以2”这个结果,至于怎么遍历、怎么构建新数组,都是 map 内部的事情。注意,我们传给 map 的是一个纯函数——它只接收一个数字,然后返回乘以2的结果,不会改变任何外部状态。

    再比如,求一个数组里所有数字的总和。命令式编程是这样:

    var numbers = [1,2,3,4,5]
    var total = 0
    for(var i = 0; i < numbers.length; i++) {
        total += numbers[i]
    }
    console.log(total) //=> 15
    

    而声明式方法,则用 reduce 函数:

    var numbers = [1,2,3,4,5]
    var total = numbers.reduce(function(sum, n) {
        return sum + n
    });
    console.log(total) //=> 15
    

    reduce 函数把一个列表“折叠”成一个值。它接收一个函数作为参数,这个函数会处理数组的每个元素。每次调用时,第一个参数(这里是 sum)是上一次处理的结果,第二个参数(n)就是当前元素。这样,每个新元素都会被累加到 sum 中,最终得到总和。同样,reduce 把如何遍历、如何管理状态的细节都封装好了,我们只需要告诉它“我想要什么”——把列表合并成一个值。

    第一次接触声明式编程,会不会觉得奇怪?

    如果你之前没接触过 map 和 reduce 这类函数,第一反应肯定是觉得奇怪。作为程序员,我们习惯了指定“如何做”。“遍历这个列表”、“如果这样,那就那样”、“把这个新值赋给这个变量”,这些都是我们熟悉的套路。我们明明已经知道怎么告诉机器去干活了,为什么还要去学这种看起来有点别扭的抽象工具?

    在很多场景下,命令式编程当然没问题。比如写业务逻辑时,我们经常需要写命令式代码,因为很多业务细节确实没法抽象出来。

    但是,一旦你花时间掌握了这些声明式的抽象工具,它们带来的好处是巨大的。首先,代码量明显减少,这是通往效率的捷径。更重要的是,它让你站在更高的层面去思考问题——你关注的是“想要什么”,而不是“怎么实现”。

    声明式编程的一个典型代表:SQL

    也许你还没意识到,其实你早就用过声明式编程了——那就是SQL。

    你可以把SQL看作一种专门处理数据的声明式查询语言。拿它来写一个完整的应用程序当然不现实,但如果是处理相互关联的数据集,它的威力就体现出来了。

    看这个查询:

    SELECT * from dogs
    INNER JOIN owners
    WHERE dogs.owner_id = owners.id
    

    如果用命令式编程来实现同样的逻辑,大概会是这样:

    // dogs = [{name: 'Fido', owner_id: 1}, {...}, ... ]
    // owners = [{id: 1, name: 'Bob'}, {...}, ...]
    var dogsWithOwners = []
    var dog, owner
    for(var di=0; di < dogs.length; di++) {
        dog = dogs[di]
        for(var oi=0; oi < owners.length; oi++) {
            owner = owners[oi]
            if (owner && dog.owner_id == owner.id) {
                dogsWithOwners.push({dog: dog, owner: owner})
            }
        }
    }
    

    这段代码可读性怎么样?如果你跟我一样,一开始接触SQL就觉得它挺难读的,别担心,这很正常。但关键在于,SQL代码不仅更短、更易读,它还有一个更大的优势:因为我们把“怎么做”的细节抽象掉了,就可以专注于“要什么”,然后把优化“怎么做”的任务交给数据库。那个命令式的双重循环显然会很慢,而SQL版本里,数据库可以自由选择使用索引、缓存或其他优化手段来快速找到我们想要的数据。我们不需要成为数据库专家,也能轻松完成任务。

    声明式编程的另一个生动案例:d3.js

    声明式编程的另一个威力巨大的领域是用户界面、图形和动画编程。

    开发用户界面是很复杂的事情。有用户交互,要创建漂亮的动态效果,往往会涉及大量的状态管理和重复代码,而这些代码其实是可以被抽象出来的。

    D3.js 就是一个很好的例子。它是一个利用Ja vaScript和SVG开发交互式、动画数据可视化工具库。如果你跟我一样,初学D3的时候觉得它很绕,这太正常了。但跟SQL一样,D3是一个强大的通用工具,它封装了所有“怎么做”的细节,让你只需要表达“想要什么”。

    来看个例子(这里推荐你实际去查看一下演示效果)。这是一个D3可视化程序,它为数据数组里的每个对象画一个圆。为了演示动态效果,程序每秒增加一个圆。

    其中最核心的代码是:

    // var data = [{x: 5, y: 10}, {x: 20, y: 5}]
    var circles = svg.selectAll('circle')
        .data(data)
    
    circles.enter().append('circle')
        .attr('cx', function(d) { return d.x })
        .attr('cy', function(d) { return d.y })
        .attr('r', 0)
        .transition().duration(500)
        .attr('r', 5)
    

    没必要完全理解这段代码的每一行(确实需要花点时间去领会)。关键点在于:

    首先,我们获取了SVG中所有现有的圆,然后把数据数组绑定到这些圆上。D3 内部维护了一个关系表,把每个圆和对应的数据点关联起来。初始时,我们有两个数据点,但没有圆(因为页面是空的)。这时,.enter() 方法就会为每个没有对应圆的数据点,创建一个新的圆。接着,我们声明这个新圆的圆心坐标(cx 和 cy),初始半径设为0,然后在半秒内通过动画过渡到半径为5。这就是一个典型的声明式描述:我们只关心最终的状态和变化过程,而D3负责处理所有底层的动画计算和DOM操作。

    命令式编程是对硬件操作的抽象,程序员通过指令精确地告诉计算机每一步该干什么。而声明式编程,则是函数式编程的一个重要特点。函数式编程还有其他特点,比如高阶函数、函数无副作用、只有值没有变量、用递归代替迭代等等。要完全掌握函数式编程,确实需要彻底刷新你的思维方式,甚至忘掉命令式的习惯,所以学习曲线比较陡峭。

    但这并不妨碍“声明式”这个特点在某些特定领域的应用——因为它确实能极大地简化代码,让你专注于真正重要的事情:你想要什么。

    本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
    作者最新文章
    编程开发
    相关文章 更多
    精品专题 更多
    装机必备

    正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

    Windows

    正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

    PDF教程

    正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

    macOS软件

    正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

    IOS软件

    正软商城iOS软件专区,精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用,提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。

    AI

    正软商城AI软件专区,汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具,提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。

    Mac软件 更多
    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    立刻MV 网页版
    立刻MV 网页版

    立刻MV 面向音乐人、内容创作者和品牌团队,帮助用户低成本完成歌曲 MV、歌词视频、AI 分镜、图生视频与最终合成。

    蛙蛙写作 网页版
    蛙蛙写作 网页版

    蛙蛙写作 AI 创作工具,覆盖小说、剧本、文案,一键生成文稿,打通文字转视频全流程,高效解决创作难题。

    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    超级简历WonderCV 网页版
    超级简历WonderCV 网页版

    超级简历WonderCV是面向应届生和AI小白的智能求职平台,覆盖简历、面试与职业规划。

    音述AI 网页版
    音述AI 网页版

    音述AI,是一个以“用声音述说故事”为核心的 AI 音乐创作与声音分享社区。

    AionClaw macOS版
    AionClaw macOS版

    AionClaw 是可在桌面端运行的任务型 AI 助手,通过数字专家与技能市场组合办公、创作、数据和开发能力。

    Loomy macOS版
    Loomy macOS版

    Loomy 是科大讯飞推出的桌面 AI 助手,可通过对话、任务与工作目录协助处理办公、内容创作和资料整理。

    AirBuddy 3 macOS版
    AirBuddy 3 macOS版

    AirBuddy 3 是面向 macOS 的蓝牙外设增强工具,可集中查看 AirPods、Beats 与苹果设备电量,提供快速连接、播放控制、电量提醒、桌面小组件和多台 Mac 外设接力等功能。

    AirServer macOS版
    AirServer macOS版

    AirServer macOS版可把 Mac 转换为无线投屏接收端,通过 AirPlay 或 Google Cast 接收手机、平板和电脑画面,并支持多设备同时连接、高清镜像及会话录制,适合家庭娱乐、课堂教学、会议演示和应用展示。

    AnyDesk macOS版
    AnyDesk macOS版

    AnyDesk macOS版是一款适用于远程办公、设备维护和客户支持的远程桌面工具,可连接并操作异地计算机,支持文件传输、无人值守访问、会话权限控制及跨平台协作。

    Beamer 4 macOS版
    Beamer 4 macOS版

    Beamer 4是面向macOS的本地视频投屏工具,可将Mac中的影片投放到Apple TV、Chromecast及兼容设备,支持常见格式、多类字幕、环绕声、播放列表和电视遥控操作。

    WINDOWS 更多
    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    立刻MV 网页版
    立刻MV 网页版

    立刻MV 面向音乐人、内容创作者和品牌团队,帮助用户低成本完成歌曲 MV、歌词视频、AI 分镜、图生视频与最终合成。

    蛙蛙写作 网页版
    蛙蛙写作 网页版

    蛙蛙写作 AI 创作工具,覆盖小说、剧本、文案,一键生成文稿,打通文字转视频全流程,高效解决创作难题。

    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    超级简历WonderCV 网页版
    超级简历WonderCV 网页版

    超级简历WonderCV是面向应届生和AI小白的智能求职平台,覆盖简历、面试与职业规划。

    音述AI 网页版
    音述AI 网页版

    音述AI,是一个以“用声音述说故事”为核心的 AI 音乐创作与声音分享社区。

    AionClaw Windows版
    AionClaw Windows版

    AionClaw 是可在桌面端运行的任务型 AI 助手,通过数字专家与技能市场组合办公、创作、数据和开发能力。

    Loomy Windows版
    Loomy Windows版

    Loomy 是科大讯飞推出的桌面 AI 助手,可通过对话、任务与工作目录协助处理办公、内容创作和资料整理。

    讯飞绘文 网页版
    讯飞绘文 网页版

    讯飞绘文网页版是科大讯飞推出的AI图文创作与内容运营工具,覆盖热点选题、文章生成、稿件校对、智能配图、排版发布和数据复盘等环节,适合自媒体创作者及内容团队在线使用。

    AirServer Windows版
    AirServer Windows版

    AirServer Windows版可把电脑变成AirPlay、Google Cast和Miracast无线投屏接收端,适合会议演示、课堂教学及家庭大屏分享。发送设备通常无需另装客户端,并可同时接收和智能排列多个镜像会话。

    AlwaysUp Windows版
    AlwaysUp Windows版

    AlwaysUp是一款面向Windows的系统服务注册与程序托管工具,可让普通应用、脚本及批处理在无人登录时随系统启动,并通过状态检测、异常重启、资源监控和邮件通知保障关键任务持续运行。

    AnyDesk Windows版
    AnyDesk Windows版

    AnyDesk Windows版是一款轻量化远程桌面与技术支持工具,可用于控制异地电脑、传输文件、远程打印及无人值守访问。它兼顾连接响应、安全权限和部署灵活性,适合个人远程办公、企业设备维护与客服支持。