重复历史话题--GP

Jinhao 2008-06-22 01:50:54

现代程序开发最关注的一件事之一就是如何提高代码的可复用性。

OOP提供了抽象概念来构建一个统一的世界模型，具像的物理对象被实现在这个简单的抽象模型体系中，最终形成庞大的树型结构来覆盖由该抽象涉及到的方方面面，可复用性由此诞生。

GP提供了另类的复用方法，让算法与类型无关。

在大多数的开发中，GP的运用几乎为空白，其实这并不是坏现象，除了让部分代码变得稍微优雅，剩下的可以说在大部分情况下，GP都是画蛇添足。在开发中，我们努力用OO的知识和经验来创建类，让这些类对象相互协同工作来达到目的，一般情况下，我们是处在一个很小的问题域中着手解决具体的问题，不需要更多的思考，所以template关键字几乎可以不用出现在我们编写的代码当中。

在以往的观点中，GP和OOP就像两条平行线，一边是静态多态，一边是动态多态，这样的观点让很多人误解了GP，加上在实际工作中，几乎不写template关键字，从而加深了这种误解。

到底GP存在的意义在哪里？相信大多数C++程序员都会用到STL，正是GP造就了STL的应用如此广泛。GP是一种用来开发高效，高复用程序库的编程范式，所以在实际工作的大多数项目中，GP对我们来说可有可无。用GP来分析问题的三个步骤：
1，将抽象问题域分类成Concepts.
在STL中，迭代器按行为被分类成5类。Input/Output/Forward/Bidirectional/Random Access Iterator。

2，基于这些Concepts，设计泛型算法。
例如std::generate要求Forward Iterator，而std::next_perutation要求Bidirectional Iterator.

3, 创建Concepts的具体模型。
例如，std::vector的Iterator，std::map的Iterator。

其实GP的分析方式与OOP极其类似，都是由具体的事物寻找抽象，然后按抽象来设计，最后基于抽象实现具象。

那GP编写的泛型程序库到底好在哪里？
可复用性：
我们尝试用OO来实现vector
class oo_vector
{
public:
void push_back(vec_elem_t& r)
{
vec_elem_t * n = r.clone(*this);
//hold n ...
}
};

如果我们要使用oo_vector，那么存储的元素类型必须由vec_elem_t派生并实现clone方法。如果用C++ Templates来实现，复杂度自然降低。至少我们的元素类型不会出现派生自vec_elem_t, map_elem_t, list_elem_t等等这种庞大的多重继承的情况。

粘和性：
用上面的oo_vector来思考。如果有一个现成的类，要让oo_vector来操作，该怎么办？C++ Templates应用到这种情况下大大提高了粘和性和可复用性。

Templates把C++变得太“泛”了？
C++是强类型语言，继承确定了两个类的关系，这种关系可以某些方法作用于子类对象上，他们之间存在着一种限制。而对于一个泛型算法，它能接纳的模板参数T，从形式上，看不任何限制，但这会使你的代码编译失败。例如把std::list的iterator传递到std::find中，得到的编译错误是iterator缺少某某东西，在这种情况下，如果编译错误能提示list的iterator不能用在find里，这样就会友好很多。其实这不仅仅只是提示得友好，因为我们在设计这种泛型算法的时候就是依据上面提到的Concepts，这种 Concepts在目前的C++语言中，只是一个潜在限制，作为泛型库的使用者，很容易忽略掉这种限制。或许有人会认为，如果C++引入Concepts的限制来做类型的检查，那么它还会是GP吗？它仍然是GP，显而易见的，泛型库的设计是从Concepts出发的，这好比一个子类是从基类出发一样。

Concepts会是画蛇添足吗？
就算语言引入了Concepts，那么list的iterator仍然不能用到find中去，这和没有Concepts的情况完全一样。Concepts描述了一组抽象的行为，我们可以提供一个算法函数来处理具有这种行为的类型，它的引入会把人们的关注目光从围绕T上转移到Concept上，这能更好地表达每个抽象的核心思想。按Concepts来特化算法，比按类型来特化算法，是更好GP。在解决list::iterator应用到find的问题上，只需要特化一个符合list::iterator Concept的find即可。

现在看来GP和OOP似乎很相似了，从分析的角度来说，他们的方向是一样，只是方法不同。这两个范式的区别不像OOP和面向过程那样，立竿见影。或许说，GP和OOP都应该是一种“泛型”，GP是基于行为抽象，OOP则是基于事物抽象。在OO的设计中，我们仍然会考虑到行为这一问题，只不过从OO的角度来说，这太隐晦，而GP在这方面则表达得更好，更抽象。

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laomai 2008-09-26

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做个记号，以后慢慢看。

太乙 2008-06-23

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mark~~~~~~~~

gogovista 2008-06-23

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另，木有concept是不行滴
给源码结构加上一点点的抽象，就指望他了..........

gogovista 2008-06-23

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额
真奇怪
明明是很互补的两东东
人们咋就喜欢搞成两端说捏？？

OO代表紧绑定的语义、有二进制复用能力、有利于发现抽象
GP是松耦合、强检查类型、源代码级别的结构复用

俺觉得他两个是天生一对、地造一双......不然java c#也不会火烧火燎滴要加入泛型支持

多范型是个趋势.........