模塊化編程

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出自求聞百科
編程范型

模塊化（modular）編程，是強調將計算機程序的功能分離成獨立的、可相互改變的「模塊」（module）的軟件設計技術，它使得每個模塊都包含着執行預期功能的一個唯一方面（aspect）所必需的所有東西。

簡介

模塊接口表達了這個模塊所提供的和所要求的元素。這些在接口中定義的元素可以被其他模塊檢測到。模塊實現包含了工作代碼，它們對應於在接口中聲明的元素。

模塊化編程密切相關於結構化編程和面向對象編程，它們有着相同目標，即通過分解成更小部份的方式，促進大型軟件和系統的建構，並且都大致起源於1960年代。儘管這些術語在歷史上的用法曾經是不相容的，在現代的術語運用中：

  • 模塊化編程，指稱將整個程序的代碼分開成各部份的高層分解。
  • 結構化編程，是採用結構化控制流的低層代碼使用。
  • 面向對象編程，是對象的「數據」使用，對象是某種數據結構。

在面向對象編程中，使用接口作為一種架構上的模式（pattern）來構造模塊叫做基於接口編程 。

語言支持

正式支持模塊概念的語言包括：Ada、Algol、BlitzMax、C#, Clojure、COBOL、D、Dart、eC、Erlang、Elixir、Elm、F、F#、Fortran、Go、Haskell、IBM/360匯編語言、IBM i控制語言（CL）、IBM RPG、Java[注 1]、MATLAB、ML、Modula、Modula-2、Modula-3、Morpho、NEWP、Oberon、Oberon-2、Objective-C、OCaml、一些派生的Pascal（Component Pascal、Object Pascal、Turbo Pascal、UCSD Pascal）、 Perl、PL/I、PureBasic、Python、Ruby[2]、Rust、JavaScript[3]、Visual Basic .NET、WebDNA。

歷史

模塊沒有包括在最初的ALGOL 68（1968年）規定中，但是作為擴展被包括於早期的實現中，如ALGOL 68-R（1970年）和ALGOL 68C（1970年），並在此後進行了形式化[4]。開始就設計為模塊化編程的第一個語言是Niklaus Wirth的短壽的Modula（1975年）。另一個早期模塊化語言是Xerox PARC的Mesa（1976年），Wirth提出了Modula和Mesa的繼任者Modula-2（1978年），它影響了以後的語言，特別是通過它的後繼者Modula-3（1988年）。

模塊化編程從1980年代開始廣泛傳播：最初的Pascal語言（1970年）不包括模口，但是後來的版本，特別是UCSD Pascal（1978年）和Turbo Pascal（1983年）以「單元」的形式包括了它們，受Pascal影響的Ada（1980年）也是如此。擴展Pascal ISO 10206:1990標準在模塊支持上保持接近於Modula2。Standard ML（1984年）是有着最完全的模塊系統的語言之一[5]，包括了在模塊間映射的函子（參數化模塊）。

在1980年代和1990年代，模塊化編程被遮蓋於並經常被混淆於面向對象編程，特別是由於C++和Java的流行。例如，C語言家族中的C++（最初在1980年是具有類的C）和Objective-C（1983年）很早就已經支持了對象和類，只在30年後甚至更久之後才支持模塊。Java（1995年）以包的形式支持模塊，然而代碼組織的主要單元是類。但是Python（1991年）從開始就突出的使用模塊和對象二者，使用模塊作為代碼組織的主要單元，使用包作為大規模的單元；而Perl 5（1994年）包括了對模塊和對象二者的支持，具有能從CPAN（1993年）獲得的大量的模塊。

模塊化編程現在已經普及了，自從1990年代能在幾乎所有主要語言的開發中找到。模塊的相對重要性因語言而異，並在基於類的面向對象語言中，仍與作為組織和封裝的單元的類存在重疊和混淆，而它們都被良好的確立為獨立的概念。

參見

注釋

  1. ↑ The term "package" is used for the analog of modules in the JLS;[1]— see Java package. "Modules", a kind of collection of packages, are planned for Java 9 as part of Project Jigsaw; these were earlier called "superpackages" and planned for Java 7.

參考文獻

  1. ↑ James Gosling, Bill Joy, Guy Steele, Gilad Bracha, The Java Language Specification, Third Edition, ISBN 0-321-24678-0, 2005. In the Introduction, it is stated "Chapter 7 describes the structure of a program, which is organized into packages similar to the modules of Modula." The word "module" has no special meaning in Java.
  2. ↑ Class: Module (Ruby 2.0.0)
  3. ↑ ECMAScript® 2015 Language Specification, 15.2 Modules
  4. ↑ Lindsey, Charles H. Proposal for a Modules Facility in ALGOL 68 (PDF). ALGOL Bulletin. Feb 1976, (39): 20–29 [2014-12-01]. 
  5. ↑ David MacQueen. Modules for Standard ML, LFP '84 Proceedings of the 1984 ACM Symposium on LISP and functional programming: 198–207. August 1984. 

外部連結

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