声明式编程

先统一一下概念,我们有两种编程方式:命令式和声明式

我们可以像下面这样定义它们之间的不同:

·命令式编程:命令“机器”如何去做事情(how),这样不管你想要的是什么(what),它都会按照你的命令实现。
·声明式编程:告诉“机器”你想要的是什么(what),让机器想出如何去做(how)。

声明式编程和命令式编程的代码例子:

  举个简单的例子,假设我们想让一个数组里的数值翻倍。

  我们用命令式编程风格实现,像下面这样:

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]

  我们直接遍历整个数组,取出每个元素,乘以二,然后把翻倍后的值放入新数组,每次都要操作这个双倍数组,直到计算完所有元素。

  而使用声明式编程方法,我们可以用 Array.map 函数,像下面这样:

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 利用当前的数组创建了一个新数组,新数组里的每个元素都是经过了传入map的函数(这里是function(n) { return n*2 })的处理。

  map函数所作的事情是将直接遍历整个数组的过程归纳抽离出来,让我们专注于描述我们想要的是什么(what)。注意,我们传入map的是一个纯函数;它不具有任何副作用(不会改变外部状态),它只是接收一个数字,返回乘以二后的值。

  在一些具有函数式编程特征的语言里,对于list数据类型的操作,还有一些其他常用的声明式的函数方法。例如,求一个list里所有值的和,命令式编程会这样做:

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

  而在声明式编程方式里,我们使用 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 函数利用传入的函数把一个 list 运算成一个值。它以这个函数为参数,数组里的每个元素都要经过它的处理。每一次调用,第一个参数(这里是sum)都是这个函数处理前一个值时返回的结果,而第二个参数(n)就是当前元素。这样下来,每此处理的新元素都会合计到sum中,最终我们得到的是整个数组的和。

  同样,reduce 函数归纳抽离了我们如何遍历数组和状态管理部分的实现,提供给我们一个通用的方式来把一个 list 合并成一个值。我们需要做的只是指明我们想要的是什么?

声明式编程很奇怪吗?

  如果你之前没有听说过map 和 reduce 函数,你的第一感觉,我相信,就会是这样。作为程序员,我们非常习惯去指出事情应该如何运行。“去遍历这个list”,“if 这种情况 then 那样做”,“把这个新值赋给这个变量”。当我们已经知道了如何告诉机器该如何做事时,为什么我们需要去学习这种看起来有些怪异的归纳抽离出来的函数工具?

  在很多情况中,命令式编程很好用。当我们写业务逻辑,我们通常必须要写命令式代码,没有可能在我们的专项业务里也存在一个可以归纳抽离的实现。

  但是,如果我们花时间去学习(或发现)声明式的可以归纳抽离的部分,它们能为我们的编程带来巨大的便捷。首先,我可以少写代码,这就是通往成功的捷径。而且它们能让我们站在更高的层面是思考,站在云端思考我们想要的是什么,而不是站在泥里思考事情该如何去做。

声明式编程语言:SQL

  也许你还不能明白,但有一个地方,你也许已经用到了声明式编程,那就是SQL。

  你可以把SQL当做一个处理数据的声明式查询语言。完全用SQL写一个应用程序?这不可能。但如果是处理相互关联的数据集,它就显的无比强大了。

  像下面这样的查询语句:

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

  如果我们用命令式编程方式实现这段逻辑:

//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

      })
    }
  }}
}

  我可没说SQL是一种很容易懂的语言,也没说一眼就能把它们看明白,但基本上还是很整洁的。

  SQL代码不仅很短,不不仅容易读懂,它还有更大的优势。因为我们归纳抽离了how,我们就可以专注于what,让数据库来帮我们优化how.

  我们的命令式编程代码会运行的很慢,因为需要遍历所有 list 里的每个狗的主人。

  而SQL例子里我们可以让数据库来处理how,来替我们去找我们想要的数据。如果需要用到索引(假设我们建了索引),数据库知道如何使用索引,

这样性能又有了大的提升。如果在此不久之前它执行过相同的查询,它也许会从缓存里立即找到。通过放手how,让机器来做这些有难度的事,我们不

需要掌握数据库原理就能轻松的完成任务。

声明式编程:d3.js

  另外一个能体现出声明式编程的真正强大之处地方是用户界面、图形、动画编程。

  开发用户界面是有难度的事。因为有用户交互,我们希望能创建漂亮的动态用户交互方式,通常我们会用到大量的状态声明和很多相同作用的代

码,这些代码实际上是可以归纳提炼出来的。

  d3.js 里面一个非常好的声明时归纳提炼的例子就是它的一个工具包,能够帮助我们使用JavaScript和SVG来开发交互的和动画的数据可视化模型。

  第一次(或第5次,甚至第10次)你开发d3程序时可能会头大。跟SQL一样,d3是一种可视化数据操作的强大通用工具,它能提供你所有how方法,让你只需要说出你想要什么。

  下面是一个例子(我建议你看一下这个演示)。这是一个d3可视化实现,它为data数组里的每个对象画一个圆。为了演示这个过程,我们每秒增加一个圆。

  里面最有趣的一段代码是:

//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)

  没有必要完全理解这段代码都干了什么(你需要一段时间去领会),但关键点是:

  首先我们收集了svg里所有的圆,然后把data数组数据绑定到对象里。

  D3 对每个圆都绑定了那些点数据有一个关系表。最初我们只有两个点,没有圆,我们使用.enter()方法获取数据点。这里,我们的意图是画一个圆,中心是x 和 y,初始值是 0 ,半秒后变换成半径为 5。

 

  命令式编程就是对硬件操作的抽象, 程序员需要通过指令,精确的告诉计算机干什么事情。

  声明性是函数式编程的一个重要特点, 函数式还有其他特点, 像高阶函数、函数没有side effect, 只有值而没有变量, 用递归而不是用迭代等等。 想

  要完全的掌握函数式需要你彻底的刷新思维, 甚至忘掉命令式的习惯, 所以学习曲线比较陡峭。

  但是这并不妨碍“声明性”这个特点在某些特定领域的应用, 因为它的确能极大的简化代码。


参考:

http://mp.weixin.qq.com/s/n_b-yUIxf9ohnYa3Iefoig


### Compose 与声明式编程的关系及对比 #### 声明式编程的概念 声明式编程是一种编程范式,其核心思想是开发者通过描述“是什么”(即界面或程序的状态)来定义目标,而无需关注“如何做”的具体实现细节[^1]。例如,在用户界面开发中,开发者只需定义界面的结构和状态,框架会自动处理界面的更新、渲染以及状态变化的响应。 #### Jetpack Compose 的声明式特性 Jetpack Compose 是一种现代的 Android UI 工具包,它完全基于声明式编程模型构建。在 Compose 中,UI 组件被定义为函数,这些函数以声明的方式描述界面的状态和外观。当底层数据发生变化时,Compose 会自动重新计算并更新相关的 UI 元素。 以下是一个简单的 Compose 示例,展示了声明式编程的特点: ```kotlin @Composable fun Greeting(name: String) { Text(text = "Hello, $name!", fontSize = 24.sp) } ``` 在这个例子中,`Greeting` 函数以声明的方式定义了一个文本组件,指定了文本内容和字体大小等属性。Compose 框架会根据数据的变化自动更新界面[^1]。 #### 声明式编程与传统命令式编程的区别 传统的视图系统(如 Android 的 View 系统)通常采用命令式编程风格。在这种模式下,开发者需要手动操作视图层次结构,包括创建视图、设置属性以及管理生命周期。这种方式容易导致样板代码增多,并且在复杂场景下难以维护。 相比之下,声明式编程简化了 UI 开发流程。开发者只需描述界面的状态,框架会负责处理界面的更新和渲染逻辑。这种差异使得代码更加简洁直观,减少了大量样板代码和繁琐的操作[^1]。 #### Compose 与声明式编程的具体差异 尽管 Compose 是声明式编程的一个实现,但它并非完全等同于声明式编程本身。以下是两者的主要区别: 1. **抽象层次**:声明式编程是一种通用的编程范式,适用于多种领域(如 HTML/CSS、React 等)。而 Compose 是专门为 Android 平台设计的声明式 UI 框架,专注于移动应用的界面开发。 2. **运行机制**:声明式编程的核心在于描述目标状态,但具体的实现方式因框架而异。Compose 使用了一种高效的 diff 算法来检测状态变化并最小化重绘范围,从而优化性能[^1]。 3. **生态系统支持**:声明式编程可以独立于任何特定工具或库存在,而 Compose 提供了丰富的内置组件和工具链支持,包括动画、手势处理和无障碍功能等。 #### 示例对比 以下是一个使用传统 View 系统和 Compose 实现相同功能的对比: **传统 View 系统(命令式)** ```java TextView textView = new TextView(context); textView.setText("Hello, World!"); textView.setTextSize(24); LinearLayout layout = findViewById(R.id.layout); layout.addView(textView); ``` **Jetpack Compose(声明式)** ```kotlin @Composable fun HelloWorld() { Text(text = "Hello, World!", fontSize = 24.sp) } ``` 从代码量和可读性来看,Compose 的声明式风格明显更具优势。 ### 总结 Jetpack Compose 是声明式编程的一种具体实现,它通过简化 UI 开发流程、减少样板代码以及提供高效的更新机制,显著提升了开发效率和代码质量。然而,Compose 的实现细节和优化策略使其与纯声明式编程范式有所区别。
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