Парадигмы программирования: что это такое и в чём различия
Когда программист начинает изучать свой первый язык — знакомится с его синтаксисом, пробует запускать простые команды, — он, как правило, не задумывается о том, в какой парадигме программирования работает. Только позже приходит осознание, что даже в пределах одного языка можно создавать разные в структурном плане программы. Выбрать ту парадигму, которая нравится, удаётся не всегда: во многом это зависит от актуальной ситуации в программировании, его тенденций, и, конечно, от языка.
Что такое парадигма программирования? Если в двух словах, то это набор принципов и методик по созданию кода. Они нужны, чтобы упорядочить программу и сделать её структурированной, удобной и понятной другим программистам, работающим в той же парадигме. Важно, чтобы и для вычислительной машины программа была ясной, подготовленной к быстрому и точному исполнению. Разберём основные парадигмы программирования.
Объектно-ориентированное программирование
Наиболее распространённая на данный момент парадигма. Это подвид императивного программирования — оно основано на последовательных вызовах команд, изменяющих данные, с которыми работает программа. Таким образом она оперирует объектами, и это удобно для многих приложений.
Новичков зачастую пугает аббревиатура ООП, но освоить парадигму объектно-ориентированного программирования не так сложно, как кажется. В своё время эта идея оказалась вирусной: создавать объекты, принадлежащие классам, а также использовать методы в качестве действий, которые может выполнить объект или которые можно произвести над ним. Много специалистов по Computer Science придерживаются такого подхода. Большое преимущество здесь в том, что программисту, использующему ООП, легко разобраться, что происходит в программе. Достаточно посмотреть, какие действия производит каждый из объектов.
Легче всего использовать ООП в Python, посложнее — в C++. Но если в этих языках у программиста ещё есть возможность увильнуть от ООП (например, для Python вполне подходит функциональное программирование), то в Java и C# всегда необходимо создавать классы, одних функций недостаточно.
Функциональное программирование
По распространённости функциональная парадигма программирования занимает второе место после ООП. Это развитие идей декларативного программирования: программа создаётся как инструмент, который решает определённую задачу и в итоге даёт нужный результат.
Между последователями разных парадигм, оказавшимися в одной ветке комментариев, всегда разгорается бесконечный холивар с обвинениями в «ООП/ФП головного мозга». Но бывают и программисты, готовые применить любой из подходов в зависимости от проекта.
Наиболее характерный для функционального программирования язык — Haskell. В реальных проектах он применяется редко, но будто создан для красивых решений в духе ФП — поэтому Haskell стал культовым среди профессиональных программистов, предпочитающих эту парадигму.
В ФП код программы состоит из функций, для которых подробно прописано, что должно быть на входе, а что — на выходе. Причём одну функцию вполне можно подать на вход другой в качестве аргумента. Так программа выполняется, запуская нужные функции.
Преимущества функционального подхода — в том, что код легко читать, а тестирование упрощается. Всё потому, что действия, производимые функцией, не зависят от внешнего состояния. Выполнение кода становится более предсказуемым, а неожиданные побочные эффекты — менее вероятными.
Помимо объектно-ориентированного и функционального программирования, есть и другие парадигмы. Некоторые из них уже вытеснены более современными подходами. Но есть и специфические парадигмы, которые нужны для конкретных ситуаций. Расскажем про несколько самых распространённых.
Процедурное программирование
Этот подход — разновидность императивной парадигмы программирования. Процедурами здесь называют команды, которые применяются в определённом порядке и последовательно меняют состояние памяти. После применения всех команд программа выдаёт результат.
Процедурное программирование применяется не только в классических языках вроде C и Pascal, но и в самых современных. Например, в Go, где помимо процедурного подхода можно применить и ООП, но с ограниченной функциональностью.
При процедурном подходе проще писать и поддерживать код, чем при объектно-ориентированном, но в то же время программы тяжелее масштабировать и создавать на их основе сложные проекты.
Метапрограммирование
Здесь программа, которую вы создаёте, сама генерирует код новой программы или модифицирует свой. С помощью этого подхода часть задач разработчика можно автоматизировать. А ещё он даёт возможность людям, не владеющим языками программирования, создавать программы с помощью графических интерфейсов или словесных команд на естественном языке — программа преобразует их в обычный код.
Обобщённое программирование
В этой парадигме программист создаёт обобщённые представления для классов и функций. То есть не просто классы, которые могут наследоваться (как в ООП), а шаблоны функций или классов (если применить такой подход в C++). Изначально у них отсутствуют требования типа данных для входных параметров, поэтому шаблоны можно сделать более универсальными.
Преимущество этой парадигмы в том, что можно создавать алгоритмы, которые будут работать с разными типами, и для этого не придётся добавлять реализации для каждого типа отдельно. Такой подход можно совместить как с ООП, так и с другими современными парадигмами программирования.
Логическое программирование
Логическое программирование — это подвид декларативного. Основан на выводе информации из заданных фактов и логических правил, которые к ним можно применить. При выполнении программ используются правила формальной логики.
Возможность применить эту парадигму заложена в языке Prolog — он позволяет вводить предложения в виде фактов и набора правил. Разработку Prolog начали ещё в 1970 году, и целью было понять естественный язык. Логика используется как средство формализовать его семантику. Если располагать фактической информацией о предметной области, можно автоматизировать выдачу информации по схеме «вопрос — ответ».
Хотя подавляющее большинство разработчиков используют объектно-ориентированное или функциональное программирование, эти парадигмы не стали абсолютными монополистами. Не исключено, что с развитием технологий — например, при переносе части вычислительных задач на квантовые компьютеры — актуальной станет какая-то новая, ещё не созданная парадигма.
Если вы хотите ближе познакомиться с разными языками, приглашаем вас на бесплатный вебинар «Основы программирования». На нём вы погрузитесь в основы профессии и определитесь, по какому пути хотите развиваться в мире разработки.
Когда программист начинает изучать свой первый язык — знакомится с его синтаксисом, пробует запускать простые команды, — он, как правило, не задумывается о том, в какой парадигме программирования работает. Только позже приходит осознание, что даже в пределах одного языка можно создавать разные в структурном плане программы. Выбрать ту парадигму, которая нравится, удаётся не всегда: во многом это зависит от актуальной ситуации в программировании, его тенденций, и, конечно, от языка.
Что такое парадигма программирования? Если в двух словах, то это набор принципов и методик по созданию кода. Они нужны, чтобы упорядочить программу и сделать её структурированной, удобной и понятной другим программистам, работающим в той же парадигме. Важно, чтобы и для вычислительной машины программа была ясной, подготовленной к быстрому и точному исполнению. Разберём основные парадигмы программирования.
Объектно-ориентированное программирование
Наиболее распространённая на данный момент парадигма. Это подвид императивного программирования — оно основано на последовательных вызовах команд, изменяющих данные, с которыми работает программа. Таким образом она оперирует объектами, и это удобно для многих приложений.
Новичков зачастую пугает аббревиатура ООП, но освоить парадигму объектно-ориентированного программирования не так сложно, как кажется. В своё время эта идея оказалась вирусной: создавать объекты, принадлежащие классам, а также использовать методы в качестве действий, которые может выполнить объект или которые можно произвести над ним. Много специалистов по Computer Science придерживаются такого подхода. Большое преимущество здесь в том, что программисту, использующему ООП, легко разобраться, что происходит в программе. Достаточно посмотреть, какие действия производит каждый из объектов.
Легче всего использовать ООП в Python, посложнее — в C++. Но если в этих языках у программиста ещё есть возможность увильнуть от ООП (например, для Python вполне подходит функциональное программирование), то в Java и C# всегда необходимо создавать классы, одних функций недостаточно.
Функциональное программирование
По распространённости функциональная парадигма программирования занимает второе место после ООП. Это развитие идей декларативного программирования: программа создаётся как инструмент, который решает определённую задачу и в итоге даёт нужный результат.
Между последователями разных парадигм, оказавшимися в одной ветке комментариев, всегда разгорается бесконечный холивар с обвинениями в «ООП/ФП головного мозга». Но бывают и программисты, готовые применить любой из подходов в зависимости от проекта.
Наиболее характерный для функционального программирования язык — Haskell. В реальных проектах он применяется редко, но будто создан для красивых решений в духе ФП — поэтому Haskell стал культовым среди профессиональных программистов, предпочитающих эту парадигму.
В ФП код программы состоит из функций, для которых подробно прописано, что должно быть на входе, а что — на выходе. Причём одну функцию вполне можно подать на вход другой в качестве аргумента. Так программа выполняется, запуская нужные функции.
Преимущества функционального подхода — в том, что код легко читать, а тестирование упрощается. Всё потому, что действия, производимые функцией, не зависят от внешнего состояния. Выполнение кода становится более предсказуемым, а неожиданные побочные эффекты — менее вероятными.
Помимо объектно-ориентированного и функционального программирования, есть и другие парадигмы. Некоторые из них уже вытеснены более современными подходами. Но есть и специфические парадигмы, которые нужны для конкретных ситуаций. Расскажем про несколько самых распространённых.
Процедурное программирование
Этот подход — разновидность императивной парадигмы программирования. Процедурами здесь называют команды, которые применяются в определённом порядке и последовательно меняют состояние памяти. После применения всех команд программа выдаёт результат.
Процедурное программирование применяется не только в классических языках вроде C и Pascal, но и в самых современных. Например, в Go, где помимо процедурного подхода можно применить и ООП, но с ограниченной функциональностью.
При процедурном подходе проще писать и поддерживать код, чем при объектно-ориентированном, но в то же время программы тяжелее масштабировать и создавать на их основе сложные проекты.
Метапрограммирование
Здесь программа, которую вы создаёте, сама генерирует код новой программы или модифицирует свой. С помощью этого подхода часть задач разработчика можно автоматизировать. А ещё он даёт возможность людям, не владеющим языками программирования, создавать программы с помощью графических интерфейсов или словесных команд на естественном языке — программа преобразует их в обычный код.
Обобщённое программирование
В этой парадигме программист создаёт обобщённые представления для классов и функций. То есть не просто классы, которые могут наследоваться (как в ООП), а шаблоны функций или классов (если применить такой подход в C++). Изначально у них отсутствуют требования типа данных для входных параметров, поэтому шаблоны можно сделать более универсальными.
Преимущество этой парадигмы в том, что можно создавать алгоритмы, которые будут работать с разными типами, и для этого не придётся добавлять реализации для каждого типа отдельно. Такой подход можно совместить как с ООП, так и с другими современными парадигмами программирования.
Логическое программирование
Логическое программирование — это подвид декларативного. Основан на выводе информации из заданных фактов и логических правил, которые к ним можно применить. При выполнении программ используются правила формальной логики.
Возможность применить эту парадигму заложена в языке Prolog — он позволяет вводить предложения в виде фактов и набора правил. Разработку Prolog начали ещё в 1970 году, и целью было понять естественный язык. Логика используется как средство формализовать его семантику. Если располагать фактической информацией о предметной области, можно автоматизировать выдачу информации по схеме «вопрос — ответ».
Хотя подавляющее большинство разработчиков используют объектно-ориентированное или функциональное программирование, эти парадигмы не стали абсолютными монополистами. Не исключено, что с развитием технологий — например, при переносе части вычислительных задач на квантовые компьютеры — актуальной станет какая-то новая, ещё не созданная парадигма.
Если вы хотите ближе познакомиться с разными языками, приглашаем вас на бесплатный вебинар «Основы программирования». На нём вы погрузитесь в основы профессии и определитесь, по какому пути хотите развиваться в мире разработки.
Виды парадигмы программирования
В этой статье вы прочитаете про парадигмы программирования и какие виды есть, очень полезная статья, тем более для новичков.
Также посмотрите статью «Что такое ООП», тоже очень интересная статья, особенно для новичков.
Виды парадигмы программирования:
Парадигма представляет собой способ подхода программирования. Каждая парадигма привносит свою философию программирования; как только решение было придумано программистом в соответствии с определенной парадигмой, язык программирования, который следует этой парадигме, позволит его выразить.
Императивная, декларативная, функциональная, логическая, объектно-ориентированная, параллельная, визуальная, событийная и веб-ориентированная парадигмы программирования.
Каждый язык программирования отражает одну или несколько парадигм, предоставляя набор понятий, которые можно использовать для выражения решения проблемы программирования.
На протяжении всей истории ученые и программисты выявляли преимущества и ограничения стиля программирования и вводили новые стили. Большинство современных языков программирования позволяют принять несколько парадигм программирования при условии, что они совместимы.
Императивная (или процедурная):
Императивная или процедурная парадигма основана на принципе выполнения инструкций шаг за шагом, как создание рецепта приготовления. Он основан на принципе машины фон Неймана.
Декларативная:
По сути, существуют две декларативные парадигмы; это функциональная парадигма и логическая парадигма.
В функциональной парадигме программа описывает математические функции. В логической парадигме он описывает предикаты: то есть утверждения, которые после создания экземпляра могут быть истинными или ложными или не получать значение истинности (когда оценка предиката не заканчивается).
В модели реализации абстрактная машина выполняет операции, необходимые для вычисления результата каждой функции или каждого предиката. В этих парадигмах переменная не изменяется присваиванием.
Функциональный:
Функциональная парадигма основана на вычислении формул, чтобы использовать результат для других вычислений, он основан на рекурсии и его моделью является лямбда-исчисление, точнее, редукция в нормальной форме головы.
Все вычисления оценивают выражения или вызывают функции. Чтобы упростить, результат вычислений используется для вычислений или вычислений, которые требуют его результата до тех пор, пока функция, производящая результат программы, не будет оценена.
Функциональная парадигма была представлена языками Lisp и ISWIM. А также в отношении рекурсивных функций в Algol 60 в 1960-х годах. Такие языки, как Ruby и Scala, поддерживают несколько парадигм, включая функциональную парадигму, в то время как Haskell поддерживает только функциональную парадигму, а OCaml отдает предпочтение функциональной парадигме. разделяет с объектной парадигмой и небольшую дозу императива.
Логика:
Логическая парадигма направлена на то, чтобы ответить на вопрос, исследуя набор, используя аксиомы, запросы и правила дедукции.
Выполнение программы — это каскад поисков фактов в наборе с применением правил дедукции. Полученные данные можно связать с другим набором правил и затем использовать в контексте другого исследования.
Программа выполняется путем оценки: система ищет все утверждения, которые по дедукции соответствуют хотя бы одному элементу набора.
Программист выражает правила, а система контролирует процесс. Логическая парадигма была представлена языком Пролог в 1970 г.
Объектно-ориентированный:
Объектно-ориентированная парадигма предназначена для облегчения разделения большой программы на несколько модулей, изолированных друг от друга.
Он знакомит с понятиями объекта и наследования. Объект содержит переменные и функции, связанные с субъектом.
Объект неявно содержит переменные и функции своих предков, и это наследование помогает повторно использовать код. Объектно-ориентированная парадигма позволяет прочно связывать данные с процедурами.
Он был введен языком Simulaв 1960-х и стал популярным в 1980-х, когда увеличивающаяся вычислительная мощность компьютеров сделала возможным запускать большие программы.
Конкурент:
Эти концепции были введены в 1980-х годах, когда в результате развития технологий компьютер превратился в машину с несколькими процессорами, способную выполнять несколько задач одновременно.
Совсем недавно мы стали свидетелями появления языков, полностью ориентированных на управление параллелизмом, таких как язык Go.
Визуальный:
В подавляющем большинстве языков программирования исходным кодом является текст, что затрудняет выражение двумерных объектов.
Такие языки программирования, как Delphi или C #, позволяют управлять объектами путем перетаскивания, а затем полученный рисунок переводится в объектно-ориентированное текстовое представление, управляемое событиями.
Визуальная парадигма была представлена в конце 1980-х Аланом Кеем на языке Smalltalk с целью облегчения программирования графических интерфейсов.
Событие:
В то время как интерактивная программа задает вопрос и выполняет действия на основе ответа, в стиле событий программа ничего не ждет и выполняется, когда что-то произошло. Например, пользователь перемещает мышь или нажимает кнопку.
В этой парадигме программирование — это описание действий, которые необходимо предпринять в ответ на события.
И одно действие может каскадно запускать другое действие, соответствующее другому событию. Парадигма событий была введена языком Simula в 1970-х годах.
Она стала популярной с появлением графических интерфейсов и веб-приложений.
На базе Интернета:
С появлением Интернета в 1990-х годах между компьютерами происходит обмен данными, изображениями и кодом.
Если результат запрашивается с компьютера, он может запустить необходимую программу и отправить результат.
Он также может послать на клиентский компьютер необходимый код для самого вычисления результата.
Вывод:
В этой статье вы прочитали про парадигмы программирования и какие виды есть, как видите их очень много.
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
Парадигма программирования
Парадигма программирования – это совокупность принципов, методов и понятий, определяющих способ конструирования программ.
Парадигма (философия науки) – устоявшаяся система научных взглядов, в рамках которой ведутся исследования (Т. Кун).
Язык программирования не обязательно использует только одну парадигму. Языки, поддерживающие несколько парадигм, называются мультипарадигменными. Создатели таких языков придерживаются точки зрения, гласящей, что ни одна парадигма не может быть одинаково эффективной для всех задач, и следует позволять программисту выбирать лучший стиль программирования для решения каждой отдельной задачи.
Содержание
История
Своим современным значением в научно-технической области термин «парадигма» обязан, по-видимому, Томасу Куну и его книге «Структура научных революций». Кун называл парадигмами устоявшиеся системы научных взглядов, в рамках которых ведутся исследования. Согласно Куну, в процессе развития научной дисциплины может произойти замена одной парадигмы на другую, при этом старая парадигма ещё продолжает некоторое время существовать и даже развиваться благодаря тому, что многие её сторонники оказываются по тем или иным причинам неспособны перестроиться для работы в другой парадигме.
Термин «парадигма программирования» впервые применил в 1978 году Роберт Флойд в своей лекции лауреата премии Тьюринга. Флойд отмечает, что в программировании можно наблюдать явление, подобное парадигмам Куна, но, в отличие от них, парадигмы программирования не являются взаимоисключающими: если прогресс искусства программирования в целом требует постоянного изобретения и усовершенствования парадигм, то совершенствование искусства отдельного программиста требует, чтобы он расширял свой репертуар парадигм.
Таким образом, по мнению Роберта Флойда, в отличие от парадигм в научном мире, описанных Куном, парадигмы программирования могут сочетаться, обогащая инструментарий программиста.
Важно отметить, что парадигма программирования не определяется однозначно языком программирования; практически все современные языки программирования в той или иной мере допускают использование различных парадигм. Так на языке Си, который не является объектно-ориентированным, можно работать в соответствии с принципами объектно-ориентированного программирования, хотя это и сопряжено с определёнными сложностями; функциональное программирование можно применять при работе на любом императивном языке, в котором имеются функции (для этого достаточно не применять присваивание). [Источник 2]
Разновидности парадигмы
Парадигма программирования не определяется однозначно языком программирования; практически все современные языки программирования в той или иной мере допускают использование различных парадигм.
Так на языке Си, который не является объектно-ориентированным, можно работать в соответствии с принципами объектно-ориентированного программирования, хотя это и сопряжено с определёнными сложностями; функциональное программирование можно применять при работе на любом императивном языке, в котором имеются функции (для этого достаточно не применять присваивание), и т.д.
Императивное программирование
Императивные парадигмы программирования представляют программу как последовательность действий (операторов), которые преобразуют состояние программы. Допустимые виды операторов, а также типы обрабатываемых данных определяются конкретным языком программирования. К императивным парадигмам относится процедурная парадигма программирования., в которой отдельные группы часто повторяемых операторов выделяются в процедуры (называемые также подпрограммами), описывающие действия по переводу одних данных в другие. В число операторов таких языков входит оператор обращения к процедуре.
Основные механизмы управления/абстракции:
Структурное программирование
Структурные парадигмы программирования нацелены на сокращение времени разработки и упрощение поддержки программ за счёт использования блочных операторов и подпрограмм. Отличительной чертой структурных программ является отказ от оператора перехода (goto).
Основные механизмы управления/абстракции:
Элементарные единицы модульности:
Объектно-ориентированное программирование
Основные механизмы управления/абстракции:
Функциональное программирование
Представление программы в форме набора чистых функций, порождающих результаты на основе входных данных.
Основные механизмы управления/абстракции:
Элементарные единицы модульности:
Неподвижное состояние объектов
При инициализации идентификатора (переменной) ему сопоставляется некоторое значение (объект), которое не может быть изменено. При этом идентификатор с тем же самым именем может быть определен в другом лексическом контексте с другим значением.
Чистая функция (pure function) – функция не имеющая побочных эффектов, т.е. единственным эффектом ее применение является порождение результата, зависящего только от аргументов. [Источник 3]
Логическое программирование
Логическое программирование начинает свой отсчет времени с конца 60-х годов XX века, когда Корделл Грин предложил использовать резолюцию как основу логического программирования. Алан Колмеро создал язык логического программирования Prolog в 1971 году. Логическое программирование пережило пик популярности в середине 80-х годов XX века, когда оно было положено в основу проекта разработки программного и аппаратного обеспечения вычислительных систем пятого поколения.
Важным преимуществом такого подхода является достаточно высокий уровень машинной независимости, а также возможность откатов – возвращения к предыдущей подцели при отрицательном результате анализа одного из вариантов в процессе поиска решения.
Одним из недостатков логического подхода в концептуальном плане является специфичность класса решаемых задач.
Другой недостаток практического характера состоит в сложности эффективной реализации для принятия решений в реальном времени, скажем, для систем жизнеобеспечения.
Нелинейность структуры программы является особенностью декларативного подхода и, строго говоря, представляет собой оригинальную особенность, а не объективный недостаток. [Источник 4]
Подходы и приёмы
Далее будут представлены более подробно подходы и приемы парадигмы программирования:
Структурное программирование
Cтруктурное программирование воплощает принципы системного подхода в процессе создания и эксплуатации программного обеспечения ЭВМ. В основу структурного программирования положены следующие достаточно простые положения:
Фундаментом структурного программирования является теорема о структурировании. Эта теорема устанавливает, что, как бы сложна ни была задача, схема соответствующей программы всегда может быть представлена с использованием ограниченного числа элементарных управляющих структур. Базовыми элементарными структурами являются структуры: следование, ветвление и повторение (цикл), любой алгоритм может быть реализован в виде композиции этих трех конструкций. [Источник 5]
Обобщённое программирование
Процедурное (алгоритмическое) программирование
Преимущества и недостатки процедурного программирования: Среди недостатков ПП можно назвать следующие:
Доказательное программирование
Доказательное программирование — это составление программ с доказательством их правильности. Сложность составления и доказательства правильности алгоритмов и программ состоит в следующем.
Для заключений о наличии ошибок в алгоритме или в программе достаточно указать тест, при котором произойдет сбой, отказ или будут получены неправильные результаты.
Поиск и исправление ошибок в программах обычно проводятся на ЭВМ. Для утверждений о правильности программ необходимо показать, что правильные результаты будут получаться для всех допустимых данных. Такие утверждения могут быть доказаны только путем исчерпывающего анализа результатов выполнения программ при любых допустимых данных.
Существуют два подхода к проверке программ — прагматический и доказательный. При прагматическом подходе проверка программ выполняется на ЭВМ путем тестирования.
Тестирование — это проверка программ на ЭВМ с помощью некоторого набора тестов. Ясно, что тестирование не дает гарантий правильности выполнения программ на всех допустимых данных. Следовательно, тестирование в общем случае не может дать и не дает полных гарантий отсутствия ошибок в программах.
Напомним, что отладка программ — это процесс поиска и исправления ошибок в программах на ЭВМ. Однако поскольку поиск ошибок при отладке программ проводится с помощью тестов, то полных гарантий нахождения и исправления всех ошибок в программах отладка не дает и в принципе дать не может.
По этой же причине неясно, когда процесс отладки программ — процесс поиска и исправления ошибок на ЭВМ — может считаться завершенным. А выявлены или нет все ошибки в программе при ее отладке не может сказать никто.
Таким образом, прагматический подход чреват созданием программ, содержащих ошибки даже после «завершения» отладки, что и наблюдается практически во всех больших программах для ЭВМ. [Источник 8]
Порождающее программирование
Порождающее программирование (generative programming) – парадигма технологии разработки программного обеспечения, основанная на моделировании семейства программных систем, используя которые можно по конкретным техническим требованиям автоматически получить специализированный и оптимизированный промежуточный или конечный программный продукт из элементарных, многократно используемых компонентов реализации с помощью базы знаний о конфигурациях.
Порождающее программирование фокусирует внимание не на уникальных продуктах (объектах), а на семействах программных систем (классах объектов). Таким образом, порождающее программирование имеет огромное сходство с теорией универсальных и интегративных моделей, применяемых для синтеза объектов, и являющихся моделями не отдельно взятого объекта, а моделями всех объектов, принадлежащих рассматриваемому классу (моделью семейства объектов или систем). [Источник 9]
Аспектно-ориентированное программирование
Аспектно-ориентированное программирование(АОП) — это парадигма программирования, основанная на идее разделения функциональности для улучшения разбиения программы на модули.
Аспектно-ориентированное программирование выросло из осознания того, что в типовых программах на объектно-ориентированных языках часто представлена функциональность, которая не вмещается естественно в один или даже в несколько тесно связанных программных модулей. Такую функциональность называют «сквозной» (англ. scattered, разбросанная или tangled, переплетённая), её реализация рассыпана по различным модулям программы. Сфера действия АОП охватывает пространство проблем, непосильных для объектно-ориентированных и процедурных языков. Оно предлагает элегантные пути для реализации задач, решение которых сдерживалось из-за фундаментальных ограничений программирования.
АОП дополняет объектно-ориентированное программирование, обогащая его другим типом модульности, который позволяет локализовать код реализации «сквозной» логики в одном модуле. Такие модули обозначаются термином аспекты. За счет отделения аспектно-ориентированного кода работа со «сквозными» отношениями упрощается. Аспекты в системе могут изменяться, вставляться, удаляться на этапе компиляции и, более того, повторно использоваться. [Источник 10]
Рекурсия
В программировании рекурсия тесно связана с функциями, точнее именно благодаря функциям в программировании существует такое понятие как рекурсия или рекурсивная функция. Простыми словами, рекурсия – определение части функции (метода) через саму себя, то есть это функция, которая вызывает саму себя, непосредственно (в своём теле) или косвенно (через другую функцию).
У рекурсии должно быть условие остановки — Базовый случай (иначе также как и цикл рекурсия будет работать вечно — infinite). Это условие и является тем случаем к которому рекурсия идет (шаг рекурсии). При каждом шаге вызывается рекурсивная функция до тех пор пока при следующем вызове не сработает базовое условие и произойдет остановка рекурсии(а точнее возврат к последнему вызову функции). Всё решение сводится к решению базового случая. В случае, когда рекурсивная функция вызывается для решения сложной задачи (не базового случая) выполняется некоторое количество рекурсивных вызовов или шагов, с целью сведения задачи к более простой. И так до тех пор пока не получим базовое решение. [Источник 11]
Автоматное программирование
Автоматное программирование поддерживает такие этапы создания программного обеспечения как проектирование, реализация, отладка и документирование.
Особенность рассматриваемого подхода состоит в том, что при его использовании автоматы задаются графами переходов, для различения вершин в которых вводится понятие «кодирование состояний». При выборе «многозначного кодирования» с помощью одной переменной можно различить состояния, число которых совпадает со значностью выбранной переменной. Это позволило ввести в программирование такое понятие, как «наблюдаемость программ».
В рамках предлагаемого подхода программирование выполняется «через состояния», а не «через переменные» (флаги), что позволяет лучше понять и специфицировать задачу и ее составные части.
При этом необходимо отметить, что в автоматном программировании отладка проводится путем протоколирования в терминах автоматов. [Источник 12]
Событийно-ориентированное программирование
Идеология здесь основана на событиях (нажал клавишу, меню щелк). В ответ в windows генерируется подходящее сообщение, которое отсылается окну соответствующей программы.
Структура программы в событийном программировании следующая: главная часть программы представляет собой один бесконечный цикл, который опрашивает windows, следя за тем, не появилось ли новое сообщение. При его обнаружении вызывается программа, отвечающая за обработку соответственного сообщения. Цикл опроса будет продолжаться, пока не будут получены сообщения завершения работы.
События могут быть пользовательскими, системными и программными, которые генерируются самой программой. [Источник 13]
Компонентно-ориентированное программирование
Компонентно-ориентированное программирование (англ. component-oriented programming, COP) — парадигма программирования, существенным образом опирающаяся на понятие компонента — независимого модуля исходного кода программы, предназначенного для повторного использования и развёртывания и реализующегося в виде множества языковых конструкций (например, «классов» в объектно-ориентированных языках программирования), объединённых по общему признаку и организованных в соответствии с определёнными правилами и ограничениями. [Источник 14]
Грамотное программирование
Грамотное, или литературное, программирование – это экстремальная технология самодокументируемого кода, предложенная знаменитым специалистом в вычислительной технике Дональдом Кнутом. Он написал книгу под этим названием, в которой и описал эту технологию (Knuth 92). Это радикальная альтернатива традиционной модели программирования, хотя некоторые считают, что период грамотного программирования был крупной неудачей в карьере Д. Кнута.
Лежащая в основе идея проста: нужно писать не программу, а документ. Язык документации тесно привязан к языку программирования. Ваш документ в основном описывает то, что программируется, но при этом допускает компиляцию в нужную программу. Таким образом, исходный код – это документация, и наоборот. [Источник 15]