连续传递风格 (CPS)

延续传递风格 (CPS) 是一种处理计算机编程中的控制流的方法，涉及通过函数参数显式传递控制。

连续传球风格（CPS）的演变

延续传递风格的起源可以追溯到理论计算机科学的发展，而延续本身的概念则源于 lambda 演算。计算机科学家 Christopher Strachey 在 20 世纪 60 年代首次明确提及“延续传递风格”并将其用于实践。正是在这一时期，他和他的同事们正在探索指称语义，这是一种定义编程语言含义的框架。

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延续传递样式 (CPS) 是一种涉及显式使用延续的程序组织形式。延续是计算机程序在某一时间点的状态表示，包括调用堆栈和变量的值。

在 CPS 中，每个函数都会收到一个额外的参数，通常名为“cont”或“k”，它表示程序的延续性——函数完成计算后应该发生什么。当函数计算出结果时，它会通过将其传递给延续性来“返回”该结果，而不是以通常的方式返回它。

这个概念可以被看作是一种使控制流显式化的方法：CPS 函数在完成时不是隐式地将控制权传递给调用者，而是通过调用延续来传递控制权。

连续传球风格（CPS）的结构

在传统的函数调用约定中，当一个函数被调用时，它会执行并将控制权连同返回值一起返回给调用者。然而，在延续传递样式中，控制权是通过函数参数显式传递的，这通常被称为“延续”。

延续表示剩余的计算。也就是说，当函数接收到延续时，它会执行一些操作，然后将结果传递给接收到的延续。因此，在延续传递样式中，永远不会隐式执行返回。

伪语言中的典型 CPS 函数可能如下所示：

CSS复制代码
function add(a, b, continuation) {
    result = a + b;
    continuation(result);
}

这个“add”函数执行加法运算，然后将结果传递给延续。

连续传球风格 (CPS) 的主要特点

1. 显式控制流：在 CPS 中，控制流是明确的。没有隐藏的堆栈跟踪，您可以在代码中清楚地看到执行顺序。

2. 灵活性：由于 CPS 将计算与控制流分离，因此它为操纵控制流提供了更大的灵活性。

3. 非阻塞操作：CPS 在管理非阻塞或异步操作方面非常有用。它可用于避免回调地狱并管理非阻塞代码中的复杂控制流场景。

4. 尾部调用优化：支持尾调用优化的语言可以从 CPS 中受益，因为它将所有调用转换为尾调用，这在内存使用方面可以更高效。

连续传球风格 (CPS) 的类型

主要有两种类型的延续， 直接风格 和 延续传递风格。以下是两者的比较：

使用、问题和解决方案

CPS 主要用于函数式编程语言和管理异步操作。

1. 异步 JavaScript：JavaScript（尤其是 Node.js）使用 CPS 来管理异步非阻塞操作。JavaScript 中的回调就是 CPS 的示例。

2. 函数式编程：Scheme 和 Haskell 等语言使用 CPS 来处理循环和异常处理等控制结构。

然而，CPS 也会导致一些问题：

• 可读性：CPS 有时会导致代码难以阅读和理解，这是由于回调地狱造成的，尤其是在存在大量嵌套回调的情况下。
• 效率：CPS 转换可能会因额外的参数和函数调用而增加代码的大小。

这些问题的解决方案是：

• 使用 承诺 或者 异步/等待 在 JavaScript 中避免回调地狱并提高可读性。
• 使用支持尾调用优化的编程语言可以减轻效率问题。

比较

以下是 CPS 与其他编程范式的比较：

未来展望

CPS 在构建异步代码方面继续发挥着重要作用，尤其是在 JavaScript 中。async/await 的引入（它是 Promises 的语法糖）可以看作是对传统 CPS 的改进，它提供了更好的语法并避免了回调地狱。

随着 Web 和服务器应用程序变得越来越复杂，并发性变得越来越重要，CPS 和其他异步编程范式可能会变得更加重要。目前正在进行改进编程语言和运行时系统的研究，以更好地支持这些范式。

代理服务器和 CPS

代理服务器充当客户端向其他服务器寻求资源的请求的中介。处理并发客户端请求时，代理服务器可能会使用 CPS 或类似的异步编程范例来管理这些请求而不会造成阻塞，从而提高吞吐量和性能。

相关链接

1. 维基百科上的延续传递风格
2. 延续者的艺术
3. Haskell 的历史：懒惰使用 Class