编程语言范式

许多现存的编程语言都可基于其计算模型加以分类，归入某些语言族，或者属于某种编程范式。按照不同的规则，可以有多种分类的方法，而且不同的学者对某些语言的具体归属也有不同的意见。这里我们给出一种语言谱系： 

说明式（Declarative ）

　　函数式  Lisp,ML,Haskell 

　　数据流  ld,Val

　　逻辑式  Prolog

　　基于模板的 XSLT

命令式（ Imperative ）

　　冯诺依曼 C,Ada,Fortran

　　脚本式 Perl,Python,PHP

　　面向对象 Smalltalk,C++,Java

　　值得注意的是这里并没有列出所有的编程范式，因为有些编程范式并不能按以上的方法进行分类，比如：元编程，泛型编程。另外还有一点就是并不是一种语言就只从属于一种编程范式，事实上有些语言本身就是为支持多范式设计的，比如：Lisp就同时支持函数式编程、面向对象、元编程。

　　下面来分别介绍上面列出的几种编程范式：

　　函数式（functional）语言采用一种基于函数的递归定义的计算模型。他们的灵感来自于lambda 演算。本质上，程序被看作是一种从输入到输出的函数，基于一些更简单的函数，通过一种逐步精化的过程定义。函数式语言语言进行计算的主要方式是将函数作用于给定参数之上的。在函数式语言的程序设计中可以没有命令式语言所必需的那种变量，可以没有赋值语句，也可以没有循环。纯函数式语言是没有副作用的。从某种程序上，函数式语言代表了对计算机的一种数学模型(lambda 演算)的实现。Lisp是第一个函数式语言，但并不是纯函数式语言。典型的函数式语言有F#、ML和Haskell。

　　数据流（Dataflow）语言将计算看成在一些基本的功能结点之间流动的信息流。这些语言提供了一种具有内在并行性的模型：结点由输入单词的到达触发，能够并发操作。

　　逻辑式（Logic）或基于约束的（constrained-based）语言有命题逻辑得到灵感，他们把计算看作是一种目标制导的搜索过程，设法根据一集逻辑规则找出满足某些特定关系的值。Prolog是最有名的逻辑式语言。

　　冯诺依曼语言是我们最熟悉的，也是最成功的。所有把修改变量的值当作最基本计算方式的语言都可以称作冯诺依曼语言，包括我们熟悉的C,Fortran等待。这类语言是建立冯诺依曼体系结构之上的。由于冯诺依曼体系结构，这类语言的核心有：模拟存储单元的变量，基于传输操作的赋值语句，以及迭代形式的循环运算。因此从某种程序上，这类语言是基于计算机的另一种数学模型（图灵机）的，实现了对计算机硬件结构的抽象。函数式语言的基础是具有值的表达式，而冯诺依曼语言的基础是语句（特别是赋值），他们通过修改存储器里面的值而产生副作用（side effect）的方法去影响后续计算。

　　脚本语言（Scripting）是冯诺依曼语言的一个子类，特点在于强调其主要用途是把用其他语言开发的独立程序作为部件“粘到一起”。Python就是著名的胶水语言，一些脚本语言都有特定的用途（比如 bash是*nix系统的shell语言）。但是像Perl Python Ruby却是希望作为通用语言的。

　　面向对象（object-oriented）语言最早可以追溯到simula 67，但是真正让面对对象流行起来的是smalltalk，甚至object-oriented这个词就是smalltalk的作者发明的。大部分面向对象语言都与冯诺依曼语言有很深的渊源，只是在存储和计算两方面采用了一种更加结构化和分布式的模型。面向对象语言将计算建立在独立的对象的相互作用至上。每个对象有其自身的内部状态，以及管理自身状态的可执行子程序。

　　最后要强调的一点是，语言类之间的划分不是绝对的，划分的方法也不止一种。这里再给出另一种常见的分类方法：

　　命令式编程

　　函数式编程

　　面向对象编程

　　逻辑式编程

　　btw:这里的命令式编程语言就相当于冯诺依曼语言，也基本等同于通常所说的面向过程编程。

 

　　参考文献：程序设计语言-实践之路  Michael Scott

　　　　　　　程序设计原理 8th edition Robert W. Sebesta