面向对象与面向过程、函数式编程

面向对象与面向过程、函数式编程

1. 面向过程编程（Procedure-Oriented Programming）

面向过程编程将程序视为一系列函数的集合，数据和操作数据的函数是分离的。在 Vue 3 中，这种风格通常表现为使用组合式 API（Composition API）以函数式的方式组织代码。

示例：Todo 应用（面向过程）

// Todo 应用 - 面向过程实现
import { ref, computed, onMounted } from 'vue';// 定义数据结构
interface Todo {id: number;title: string;completed: boolean;
}// 状态管理（使用 ref 和 reactive）
const todos = ref<Todo[]>([]);
const newTodoTitle = ref('');// 计算属性
const completedTodos = computed(() => todos.value.filter(todo => todo.completed)
);// 方法
const addTodo = () => {if (newTodoTitle.value.trim()) {todos.value.push({id: Date.now(),title: newTodoTitle.value,completed: false});newTodoTitle.value = '';}
};const toggleTodo = (id: number) => {const todo = todos.value.find(t => t.id === id);if (todo) {todo.completed = !todo.completed;}
};const deleteTodo = (id: number) => {todos.value = todos.value.filter(t => t.id !== id);
};// 生命周期钩子
onMounted(() => {// 从本地存储加载数据const savedTodos = localStorage.getItem('todos');if (savedTodos) {todos.value = JSON.parse(savedTodos);}
});// 监听变化，保存到本地存储
watch(todos, (newTodos) => {localStorage.setItem('todos', JSON.stringify(newTodos));
});// 导出所有需要在模板中使用的内容
export {todos,newTodoTitle,completedTodos,addTodo,toggleTodo,deleteTodo
};

特点

• 数据和逻辑分离：状态（todos、newTodoTitle）和操作（addTodo、toggleTodo）是分开定义的。
• 线性结构：代码按照功能逻辑组织成独立的函数。
• 灵活组合：可以轻松地复用单个函数或组合多个功能。

2. 面向对象编程（Object-Oriented Programming）

面向对象编程将数据和操作数据的方法封装在一起，形成对象，通过类来创建对象实例。在 Vue 3 中，可以使用类组件或在组合式 API 中封装类来实现。

示例：Todo 应用（面向对象）

// Todo 应用 - 面向对象实现
import { ref, computed, onMounted, watch } from 'vue';// 定义 Todo 类
class Todo {constructor(public id: number,public title: string,public completed: boolean = false) {}toggle() {this.completed = !this.completed;}
}// Todo 管理器类
class TodoManager {private _todos = ref<Todo[]>([]);private _newTodoTitle = ref('');constructor() {// 初始化onMounted(() => this.loadFromLocalStorage());watch(this._todos, () => this.saveToLocalStorage());}// 获取 todos 的计算属性get todos() {return this._todos;}get newTodoTitle() {return this._newTodoTitle;}get completedTodos() {return computed(() => this._todos.value.filter(todo => todo.completed));}// 方法addTodo() {if (this._newTodoTitle.value.trim()) {this._todos.value.push(new Todo(Date.now(), this._newTodoTitle.value));this._newTodoTitle.value = '';}}toggleTodo(id: number) {const todo = this._todos.value.find(t => t.id === id);todo?.toggle();}deleteTodo(id: number) {this._todos.value = this._todos.value.filter(t => t.id !== id);}// 私有方法private saveToLocalStorage() {localStorage.setItem('todos',JSON.stringify(this._todos.value));}private loadFromLocalStorage() {const savedTodos = localStorage.getItem('todos');if (savedTodos) {this._todos.value = JSON.parse(savedTodos).map((todo: any) => new Todo(todo.id, todo.title, todo.completed));}}
}// 创建单例实例
const todoManager = new TodoManager();// 导出需要在模板中使用的内容
export {todoManager
};

特点

• 封装性：将数据（_todos、_newTodoTitle）和操作（addTodo、toggleTodo）封装在 TodoManager 类中。
• 继承与多态：可以通过继承扩展功能（例如创建 AdvancedTodoManager）。
• 状态内聚：相关的状态和方法被组织在一起，便于维护和复用。

维度	面向过程	面向对象
代码结构	函数和数据分离，线性组织	数据和方法封装在类中，层次化组织
复用方式	函数复用	类的继承和组合
状态管理	分散管理（多个 ref/reactive）	集中管理（类的实例属性）
适用场景	简单逻辑、工具函数、快速迭代	复杂业务逻辑、需要高内聚低耦合的系统
Vue 3 实现方式	组合式 API	类组件或在组合式 API 中封装类

在实际项目中，通常会混合使用两种范式。例如：

• 使用面向过程的方式处理简单逻辑
• 使用面向对象的方式封装复杂业务领域模型

// 混合使用示例：在组合式 API 中使用类
import { ref, computed, onMounted } from 'vue';// 定义领域模型（面向对象）
class User {constructor(public id: number, public name: string) {}changeName(newName: string) {this.name = newName;}
}// 在组合式 API 中使用（面向过程风格）
export function useUser() {const currentUser = ref<User | null>(null);const fetchUser = async (id: number) => {// API 请求...const userData = { id, name: 'John' };currentUser.value = new User(userData.id, userData.name);};const userName = computed(() => currentUser.value?.name || 'Guest');return {currentUser,userName,fetchUser};
}

• 面向过程适合简单、灵活的场景，在 Vue 3 中自然地体现为组合式 API 的使用。
• 面向对象适合复杂、需要高内聚的场景，可以通过类来封装业务逻辑。

3.函数式编程

3.1 对比

编程范式	核心思想	关键特性
面向过程（POP）	将程序分解为一系列步骤（函数），数据与操作分离	函数、顺序执行、共享状态
面向对象（OOP）	将数据和操作封装为对象，通过类创建实例，强调继承和多态	类、对象、继承、封装、多态
函数式编程（FP）	将计算视为函数的求值，避免共享状态和可变数据，强调纯函数和不可变性	纯函数、不可变数据、高阶函数、函数组合、无副作用

3.2 函数式编程与面向过程的关联

3.2.1 相似点

• 函数为基本单元：两者都使用函数作为代码的基本构建块。
• 过程式执行：都可以按照步骤顺序执行代码。

3.2.2 不同点

• 状态管理：
  • POP：依赖共享状态和可变数据。
  • FP：避免共享状态，强调不可变性和纯函数。
• 函数特性：
  • POP：函数可以有副作用，修改外部状态。
  • FP：函数是纯的，不产生副作用，相同输入始终返回相同输出。

POP 风格：

// 面向过程：使用共享状态和有副作用的函数
const count = ref(0);const increment = () => {count.value++; // 修改共享状态
};

FP 风格：

// 函数式：使用不可变数据和纯函数
const state = ref({ count: 0 });const increment = () => {state.value = { ...state.value, count: state.value.count + 1 }; // 创建新对象
};

3.3 函数式编程与面向对象的关联

3.3.1 互补性

• OOP擅长处理复杂的状态管理和对象关系（如继承、多态）。
• FP擅长处理数据转换和无副作用的操作。

3.3.2 不同点

• 封装方式：
  • OOP：通过类和对象封装数据和行为。
  • FP：通过函数封装行为，数据和操作分离。
• 数据流动：
  • OOP：通过对象方法修改内部状态（可变数据）。
  • FP：通过纯函数产生新数据（不可变数据）。

OOP 管理领域模型：

class ShoppingCart {private items = ref<Product[]>([]);addItem(product: Product) {this.items.value = [...this.items.value, product]; // 使用 FP 思想的不可变更新}
}

FP 处理数据转换：

// 使用纯函数处理数据
const calculateTotal = (items: Product[]) => items.reduce((total, item) => total + item.price, 0);

3.4. 函数式编程在 Vue 3 中的典型应用

3.4.1 纯函数组件

// 纯函数组件（无状态）
const Button = (props: { label: string; onClick: () => void }) => {return (<button onClick={props.onClick}>{props.label}</button>);
};

3.4.2 不可变数据处理

// 使用 Immer 简化不可变数据操作
import produce from 'immer';const updateUser = (userId: number, newData: Partial<User>) => {users.value = produce(users.value, draft => {const user = draft.find(u => u.id === userId);if (user) {Object.assign(user, newData);}});
};

3.4.3 高阶函数与组合

// 高阶函数：创建可复用的状态处理器
const withLoading = <T>(fetcher: () => Promise<T>) => {const loading = ref(false);const data = ref<T | null>(null);const error = ref<string | null>(null);const execute = async () => {loading.value = true;try {data.value = await fetcher();} catch (err) {error.value = err.message;} finally {loading.value = false;}};return { loading, data, error, execute };
};

3.5. 三种范式的协作模式

3.5.1 分层架构

• 表现层：Vue 组件（可以是 OOP 或 POP 风格）
• 业务逻辑层：领域模型（OOP）+ 纯函数（FP）
• 数据访问层：函数式的数据转换（FP）

3.5.2 混合使用示例

// 组合式 API 中混合使用三种范式
import { ref, computed } from 'vue';// OOP：领域模型
class Todo {constructor(public id: number, public title: string) {}markAsCompleted() {return new Todo(this.id, this.title, true); // 使用 FP 思想创建新对象}
}// FP：纯函数处理数据
const filterTodos = (todos: Todo[], status: 'all' | 'completed' | 'active') => {if (status === 'completed') return todos.filter(t => t.completed);if (status === 'active') return todos.filter(t => !t.completed);return todos;
};// POP：组合式 API 组织逻辑
export function useTodos() {const todos = ref<Todo[]>([]);const filter = ref<'all' | 'completed' | 'active'>('all');const filteredTodos = computed(() => filterTodos(todos.value, filter.value));const addTodo = (title: string) => {todos.value = [...todos.value, new Todo(Date.now(), title)];};return {todos,filter,filteredTodos,addTodo};
}

场景	推荐范式	理由
简单脚本或工具函数	面向过程（POP）	快速实现，逻辑直接
复杂业务对象建模	面向对象（OOP）	封装状态和行为，利用继承和多态
数据处理、流式计算	函数式编程（FP）	纯函数和不可变性避免副作用，便于测试和调试
状态管理与组件交互	混合使用	Vue 3 的组合式 API 天然支持多种范式，根据具体需求选择或组合使用