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:
- Императивный подход описывает, каким образом ты что-то делаешь.
- 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:
- SQL;
- HTML.
Императивные языки:
- C,
- C++,
- Java.
Также выделяют смешанные языки:
- JavaScript,
- C#,
- Python.
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:
Язык HTML:
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:
- Во всех случаях описывается, как именно решить проблему, то есть явно указываются все шаги по решению поставленной задачи.
- 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.
- 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.
По материалам статей:
- «Imperative vs Declarative Programming» — https://ui.dev/imperative-vs-declarative-programming/;
- «Declarative vs Imperative Programming» — https://codeburst.io/declarative-vs-imperative-programming-a8a7c93d9ad2.
