面向过程，面向对象，函数式，一个问题的三种思考方式

面向对象面向过程函数式| 2016-06-13

我之所以对函数式代码感兴趣是因为函数式代码富有表现力，可以使用简短、紧凑的代码完成工作，同时能对特定的问题给出优雅的解决方案。现代的编程语言不约而同的朝着面向对象、函数式、动态、解释执行的方向发展，例如Ruby,Swift。而另一些语言则更加强调函数式编程，如F#,Scala，这种语言有着强大的类型推断系统，编写的代码洁程度则令人叹为观止。

在F#编写一个两个数相加的函数，在F# Interactive中输入：

let add num1 num2=num1*num2;;

F# Interactive为我们推断了这个函数类型：val add : num1:int -> num2:int -> int，表示add有两个int类型的参数得到了1个int类型。

函数当作参数：

        //C#
        private int Twice(int input,Func<int,int> f)
        {
            return f(f(input));
        }
        var result = Twice(2, n => n*n);

使用F#则只需要非常简洁的一个函数声明：

> let twice (input:int) f=f(f(input));;

val twice : input:int -> f:(int -> int) -> int

> twice 2 (fun n->n*n);;
val it : int = 16

val twice : input:int -> f:(int -> int) –> int 这句话则是F# Interactive给出的推断：twice函数需要一个int参数和一个(int->int)的函数作为参数，返回一个int.

这两个例子仅仅是热身，并不是本篇博客的重点，所以你觉得前两个例子很无聊或者没太看明白请继续看下面的总结。

场景：某种活动会有一个日程安排(Schedule)，日程安排有3中类型，只举办一次(Once)，每天一次(Daily)，每周一次(Weekly)。活动会根据日程安排(Schedule)的类型不同具有不同的宣传内容，不同的延期举行策略。

你对于这样的场景会有怎么样的思考呢？

一、面向过程类型的编码方式

面向过程类型的编码是需求的直译过程，代码会写成这样：

1.显示活动的宣传内容：

        public void ShowScheduleDescriptions()
        {
            switch (ScheduleType)
            {
                case ScheduleType.Once:
                    Console.WriteLine("this is once activity");
                    break;
                case ScheduleType.Daily:
                    Console.WriteLine("this is daily activity");
                    break;
                case ScheduleType.Weekly:
                    Console.WriteLine("this is weekly activity");
                    break;
                default:
                    throw new InvalidOperationException("unsupported schedule");
            }
        }

这样的代码初次看起来没什么问题，实际存在两个危险信号：

违反开放封闭（OCP)原则，如果有一天需要加入一种Monthly类型，无疑需要修改这个方法；
这样的代码风格会让接下来的开发者不假思索的进行延续，比方说需要根据不同的活动类型延期活动；

2. 延期活动：

        public void DelaySchedule()
        {
            switch (ScheduleType)
            {
                case ScheduleType.Once:
                    Console.WriteLine("Delay one hour");
                    break;
                case ScheduleType.Daily:
                    Console.WriteLine("Delay one day");
                    break;
                case ScheduleType.Weekly:
                    Console.WriteLine("Delay one week");
                    break;
                default:
                    throw new InvalidOperationException("unsupported schedule");
            }
        }

这样的代格违反了DRY原则，相同的代码框架却无法重用。

二、面向对象的编码方式

对于一个有经验的OO开发者，一旦看到switch，if(type=typeof(…))之类的代码马上会提高警惕，是不是有一些抽象类型没有被找出来？在这个例子中则会找出下面的抽象：

    
    public  class Schedule
    {
        public virtual void ShowShowScheduleDescriptions()
        {
        }

        public virtual void DelaySchedule()
        {
        }
    }

    public class OnceSchedule : Schedule
    {
        public override void ShowShowScheduleDescriptions()
        {
            Console.WriteLine("this is once activity");
        }

        public override void DelaySchedule()
        {
            Console.WriteLine("Delay one hour");
        }
    }

    public class DailySchedule : Schedule
    {
        public override void ShowShowScheduleDescriptions()
        {
            Console.WriteLine("this is daily activity");
        }

        public override void DelaySchedule()
        {
            Console.WriteLine("Delay daily day");
        }
    }

    //... other schedule

这样的代码很好的解决了面向过程代码的两个问题，看起来更加具有扩展性，随着新类型的Schedule引入，旧的代码完全不用改动。

当然事情也不是绝对的，什么情况下需要改动旧代码呢？当需要扩展Schedule的行为的时候，例如需求升级，不同的Schedule具有不同的举办方式，我们不得不在每种Schedule中加入一个 void Hold()方法。

三、函数式解决方案

函数式语言则使用可区分联合和模式匹配来处理此类问题。

定义一个Schedule可区分联合：

type Schedule=
| Once of DateTime
| Daily of DateTime*int
| Weekly of DateTime*int

这个类型既说明了Schedule有三个不同的类型，同时定义了三种类型分别具有的数据结构。像是Enum和类的综合体，但是又显得特别精致。

1.显示活动的宣传内容，使用了模式匹配：

let ShowShowScheduleDescriptions schedule=
match schedule with
| Once(DateTime)-> printfn "this is once activity"
| Daily(DateTime,int)->printfn "this is daily activity"
| Weekly(DateTime,int)->printfn "this is weekly activity"

这个方法类似于switch…case，但是通过匹配可区分联合来实现，而不是通过一个显示的Enum来实现。

2. 延期活动：

let DelaySchedule schedule=
match schedule with
| Once(DateTime)-> printfn "Delay one hour"
| Daily(DateTime,int)->printfn "Delay one day"
| Weekly(DateTime,int)->printfn "Delay one week"

函数式编程的解决方案认为可以很方便的添加新的行为，例如增加新的行为：Hold()。通过定义可区分联合和模式匹配来完成编码，整个解决方案像是面向过程和面向对象的一种结合体，但是侧重点不同，实现的代码也更加精致。

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