17-现实世界的应用

1.6　现实世界的应用

本章介绍的各种技术（递归、结果缓存、压缩和位级操作）在现代软件开发过程中是很常用的，如果没有它们，难以想象计算的世界会是什么样的，虽然没有它们也能解决问题，但用这些技术解决起来往往逻辑性更强、效率更高。

递归尤其如此，它不仅是很多算法的核心，甚至还是整个编程语言的核心。在一些函数式编程语言中，如Scheme和Haskell，递归取代了命令式语言中使用的循环。但是，递归技术可以完成的任务用迭代技术也能实现，这一点值得牢记在心。

结果缓存已成功应用于解析器（解释型语言用到的程序）的加速工作。对于解决有可能再次请求最近计算结果的问题，结果缓存就会很有用。结果缓存的另一个应用就是程序语言的运行时（runtime）。某些程序语言的运行时（如Prolog的多个版本）会把函数调用的结果自动保存下来（自动化结果缓存），这样下次发起相同调用时就不需要再执行这些函数了。这种机制类似于 fib6() 中的修饰符 @lru_cache() 。

压缩技术已经让饱受带宽限制的互联网世界变得流畅多了。对于现实世界中取值范围有限的简单数据类型，多一个字节都是浪费，于是在1.2节中检验过的位串技术就十分有用了。不过大多数压缩算法都是通过在数据集中找到某些模式或结构，从而使重复信息得以消除。它们比1.2节中介绍的方案要复杂得多。

一次性密码本对于普通的加密是不大实用的。为了重建原始数据，一次性密码本方案要求加密程序和解密程序同时拥有其中一个密钥（示例中为假数据），这很麻烦并且违背了大多数加密方案的目标（保持密钥的秘密性）。但是大家可以了解一下，“一次性密码本”这个名称来自间谍，在冷战期间，他们使用真正的密码纸和其上的假数据来创建加密通信。

上述这些技术是编程的基本构件，其他算法是构建在其上的。后续章节将会展示关于它们的大量应用。