Декларативный подход в программировании

Императивное и декларативное программирование

Вряд ли вы не слышали о таких понятиях, как декларативное и императивное программирование. В этой статье мы рассмотрим императивный и декларативный подход, а также основные языки программирования (programming language), которые эти подходы используют. Давайте начнем.

Если посмотреть определение в англоязычной Википедии, мы увидим приблизительно следующее:

При декларативная подходе выражается логика вычисления без отсутствия описания потока управления, тогда как в императивной парадигме программирования используются утверждения, изменяющие состояние программы.

С первого взгляда ничего не понятно, а словосочетания типа «парадигма программирования» и вовсе звучат слишком претенциозно. Такие фразы любят говорить профессоры в университетах, но это не добавляет понимания, если за ними не следуют конкретные примеры.

Давайте попробуем объяснить более простыми словами:

1. Императивный подход описывает, каким образом ты что-то делаешь.
2. Декларативный описывает, что именно ты делаешь.

То есть в первом случае у нас стоит вопрос «Как?», а во втором — «Что?» И все равно разница ясна лишь интуитивно, поэтому без практических примеров не обойтись. Но начать лучше стоит с метафор.

Давайте представим, что вы попросили вашего товарища нарисовать пейзаж, а как он это сделает, для вас значения не имеет — это декларативный путь, когда дается ответ на вопрос «Что именно надо сделать?»

В императивном случае ситуация следующая:

— вы попросили товарища нарисовать пейзаж;

— он попросил, к примеру, Никаса Сафронова, рассказать ему, как рисуются пейзажи;

— Никас Сафронов как мастер своего дела предоставил пошаговые инструкции — как именно нарисовать этот пейзаж.

Императивные и декларативные языки программирования

Примеры декларативных языков программирования:

Императивные языки:

Также выделяют смешанные языки:

Говоря о языках, важно понимать, что у многих декларативных языков программирования существует определенный слой императивных абстракций — не забывайте об этом.

Рассмотрим работу декларативных языков на примерах.

Декларативный язык SQL:

Нам достаточно просто взглянуть на код, чтобы понять суть происходящего. Языки программи рования в данном случае заявляют, не как что-то надо сделать, а что именно должно быть сделано, поэтому можно говорит о декларативности. То есть мы описываем желаемый результат и не углубляемся в инструкции. И для нас абсолютно не имеет значения, как будет сделана выборка пользователей из Мексики и как web-браузер распарсит article . Главное, что мы получим этих самых пользователей, а также новый header и paragraph на веб-сайте.

И снова код

Для следующего примера воспользуемся языком программирования JavaScript. Давайте представим, что мы находимся на собеседовании. Нам поставлены следующие задачи:

— написать функцию с названием double, принимающую массив чисел и возвращающую новый массив, причем каждый элемент нового массива больше исходного в 2 раза:

— написать функцию с названием add, принимающую массив и возвращающую сумму всех элементов массива:

— используя библиотеку jQuery (либо чистый язык JavaScript), выполните добавление обработчика событий click к элементу с идентификатором (id), равным btn. При нажатии выполните переключение класса highlight и замените текст на Add Highlight либо Remove Highlight с учетом того, каково текущее состояние элемента.

Задания, есть, давайте попробуем их решить. Начнем с императивной парадигмы и воспользуемся наиболее распространенными подходами.

Теперь поговорим, что общего у этих примеров, и почему они являются именно императивными, а не декларативными:

1. Во всех случаях описывается, как именно решить проблему, то есть явно указываются все шаги по решению поставленной задачи.
2. Следующий момент не так очевиден для тех, кто имеет привычку думать декларативно либо даже функционально. В каждом из вышеописанных примеров осуществляется изменение какого-нибудь состояния. И если в первых 2-х случаях происходит изменение переменной results, то в 3-м случае состояние находится в самой DOM, причем его мы тоже меняем.
3. Если говорить субъективно, то код можно считать, по сути, нечитаемым. А все потому, что с первого раза вы вряд ли поймете, что конкретно происходит, — вместо этого вам придется внимательно читать программный код построчно.

Переходим к декларативному подходу. Наша цель, как и прежде, заключается в том, чтобы решить все вышеописанные задачи. Также каждое решение должно описывать, что конкретно происходит, а также быть читаемым и неизменяемым.

Теперь стало гораздо лучше, не находите?

Обратите внимание, что в первых 2-х примерах применяются встроенные в язык JavaScript методы: map и reduce. То есть в нашем случае декларати вное программирование — это абстракции над императивными реализациями, но на деле нас мало волнует, как эти методы реализованы. Мы тоже не меняем состояния, да и сам программный код стал более читаемым.

В 3-м примере при написании кода мы пошли на хитрость, так как задействовали библиотеку языка JavaScript под названием React. Но важно не это, а то, что все 3 императивные ошибки нами исправлены. Да и само программи рование на React хорошо еще и тем, что предоставляет возможность создавать декларативные пользовательские интерфейсы. Если посмотреть на тот же компонент Btn, сразу становится понятно, как конкретно станет выглядеть интерфейс. А еще состояния «живут» не в DOM, а непосредственно в React-компоненте.

Нельзя не вспомнить и еще одно важное преимущество декларативного кода: он является контекстно-независимым. Все это означает, что данный код вы сможете использовать практически в любой программе без каких-либо изменений.

• «Imperative vs Declarative Programming» — https://ui.dev/imperative-vs-declarative-programming/;
• «Declarative vs Imperative Programming» — https://codeburst.io/declarative-vs-imperative-programming-a8a7c93d9ad2.

Источник

Чем отличается императивное программирование от декларативного

Не так давно я была в активном поиске работы и просматривала кучу сайтов с вакансиями/проектами. На некоторых из них «проходные» вопросы можно посмотреть еще до подачи отклика.

Большинство было вполне обычными, типа «сколько лет вы пользуетесь фреймворком Х?», но один мне показался интересным (я даже туда откликнулась, но #меняневзяли).

Это собственно и был вопрос из заголовка. И я решила разобраться. А лучший способ понять — это, как известно, объяснить. Так что добро пожаловать под кат.

В чем же отличия?

Для того, чтобы описать отличия, нужно сначала понять, что это в принципе такое. В вольном пересказе.

Императивный стиль

Это такой стиль программирования, при котором вы описываете, как добиться желаемого результата. Например я пишу:

— поставь сковородку на огонь;
— возьми два яйца (куриных);
— нанеси удар ножом по каждому;
— вылей содержимое на сковородку;
— выкинь скорлупу;
…

Это что ни на есть декларативный стиль, но при этом с примесью императивного.

Декларативный стиль

Такой стиль, в котором вы описываете, какой именно результат вам нужен.

И получатель такого сообщения уже сам разбирается, какие шаги для этого надо предпринять.

Почему пример из части про императивность на самом деле с примесью декларативности? Ну хотя бы потому что получатель должен знать, что такое сковорода и яйца.

Пример на JS

Мой любимый пример такой: дан массив чисел, надо написать функцию, которая вернет массив чисел, где каждое число из исходного массива удваивается. Т.е. [1, 2, 3] -> [2, 3, 6]

function double (arr) < let results = []; for (let i = 0; i < arr.length; i++)< results.push(arr[i] * 2); >return results; > 

function double (arr) < return arr.map((item) =>item * 2); > 

Все языки программирования высокого уровня позволяют писать в смешанном стиле и, на самом деле, четкого разделения даже эти два примера не показывают.

Наверное, правильно называть один стиль «более декларативным», а другой — «более императивным».

Источник

Декларативный подход к программированию

В этой статье мы разберём что такое декларативный подход к программированию, думаю всем будет интересно, особенно новичкам.

Что такое декларативное программирование:

Декларативное программирование основано на идее программирования приложений с использованием определений того, что должно быть сделано, а не того, как это должно быть сделано.

Противоположностью этому принципу является императивное программирование, описывающее отдельные операции с помощью алгоритмов. Проще говоря, императивные программы содержат алгоритмы, которые достигают желаемой цели, в то время как декларативные языки задают цель, а алгоритмизация предоставляется программе (интерпретатору) языка.

Декларативное программирование пытается уберечь программиста от ошибок, которые обычно возникают при создании на императивных языках.

В императивных языках обычно используются переменные глобального характера, в которые записываются другие функции и методы. Это источник многих ошибок.

Декларативные языки пытаются решить эту проблему. Переменные в них используются очень экономно, потому что значения чаще всего передаются в виде возвращаемого значения определенной функции. Декларативные языки также не включают средства для выполнения цикла, известного как do-while или for. Все решается рекурсией .

Подходы к декларативному программированию:

К декларативному программированию можно подойти двумя способами. Первый — это использование языка из групп языков программирования, которые были разработаны специально для декларативного программирования.

Эти языки, принадлежащие к функциональным языкам программирования, логическим языкам программирования и стесненным языкам программирования. В этих языках обычно определяется набор функциональных зависимостей или правил.

После запуска такой программы входные данные оцениваются по этим условиям. В программах точный порядок отдельных правил не важен, потому что код не обрабатывается линейно, как в случае с императивными языками программирования.

Второй подход — использовать императивный язык с библиотекой для поддержки декларативного программирования. На самом деле это просто вопрос сокрытия императивных частей программного кода, а фактическое использование такой библиотеки находится в духе декларативного программирования. Примерами являются модульные тесты , например JUnit , NUnit …

Другая группа языков, классифицируемых как декларативные языки, — это предметно-ориентированный язык программирования или языки для решения конкретной проблемы.

Эти языки, как правило, неполные тюрингские . Примерами являются SQL для управления данными в базе данных, регулярные выражения или XSL для управления данными XML.

Декларативный язык программирования, как и любой язык программирования, должен иметь синтаксис и семантику. По этой причине общий XML без определенного типа документа не может быть включен в эту групп.

Вывод:

В этой статье вы прочитали что такое декларативный подход к программированию и всё остальное с этим связанное.

Источник