что такое императивные языки
Императивный язык программирования
Процедурное (императивное) программирование является отражением архитектуры традиционных ЭВМ, которая была предложена фон Нейманом в 40-х годах. Теоретической моделью процедурного программирования служит алгоритмическая система под названием «машина Тьюринга».
Программа на процедурном языке программирования состоит из последовательности операторов (инструкций), задающих процедуру решения задачи. Основным является оператор присваивания, служащий для изменения содержимого областей памяти. Концепция памяти как хранилища значений, содержимое которого может обновляться операторами программы, является фундаментальной в императивном программировании.
Выполнение программы сводится к последовательному выполнению операторов с целью преобразования исходного состояния памяти, то есть значений исходных данных, в заключительное, то есть в результаты. Таким образом, с точки зрения программиста имеются программа и память, причем первая последовательно обновляет содержимое последней.
Содержание
Процедурные языки программирования
См. также
Ссылки
Литература
Полезное
Смотреть что такое «Императивный язык программирования» в других словарях:
Язык программирования Java — Java Класс языка: объектно ориентированный, структурный, императивный Появился в: 1995 г. Автор(ы): Sun Microsystems Последняя версия: Java Standard Edition 6 (1.6.14) Т … Википедия
Delphi (язык программирования) — У этого термина существуют и другие значения, см. Delphi. Эта статья о языке программирования. Об интегрированной среде разработки см. Delphi (среда разработки). Delphi … Википедия
Euphoria (язык программирования) — У этого термина существуют и другие значения, см. Euphoria. Euphoria Семантика: императивный Класс языка: процедурный Тип исполнения: интерпретация, интерп … Википедия
ABC (язык программирования) — ABC Класс языка: императивный, процедурный, структурный Тип исполнения: интерпретируемый, компилируемый Появился в: 1987 Автор(ы): Leo Geurts, Lambert Meertens ( … Википедия
D (язык программирования) — У этого термина существуют и другие значения, см. D. D Семантика: мультипарадигменный: императивное, объектно ориентированное, обобщённое программирование Тип исполнения: компилятор Появился в: 1999 Автор(ы) … Википедия
Оберон (язык программирования) — У этого термина существуют и другие значения, см. Оберон. Oberon Класс языка: императивный, структурированный, модульный Появился в: 1986 Автор(ы) … Википедия
Паскаль (язык программирования) — Эта статья или раздел нуждается в переработке. В Паскале нет модулей, ООП и прочих новомодных веяний. Описание расширений должно присутствовать только в статьях о соответ … Википедия
Форт (язык программирования) — У этого термина существуют и другие значения, см. Форт (значения). Forth Семантика: императивный Тип исполнения: интерпретатор/компилятор Появился в: 1971 Автор(ы): Чарльз Х. Мур Основные реализации … Википедия
Scala (язык программирования) — У этого термина существуют и другие значения, см. Scala. Scala Класс языка: Мультипарадигмальный: функ … Википедия
Forth (язык программирования) — Forth Семантика: императивный Тип исполнения: интерпретатор/компилятор Появился в: 1971 г. Автор(ы): Чарльз Х. Мур Основные реализации: gForth, pForth, kForth, SP Forth, win32forth … Википедия
Императивное программирование
В этой статье вы прочитаете что такое «Императивное программирование», зачем нужно, думаю будет очень интересно.
Также посмотрите статью «Что такое метапрограммирование», тоже очень интересно.
Императивное программирование:
Императивное программирование (также процедурное программирование ) — одна из парадигм программирования или способов, с помощью которых решение проблем формулируется на языке программирования.
Императивное программирование описывает расчет с помощью последовательности команд и определяет точную процедуру ( алгоритм ) решения задачи.
Программа представляет собой набор переменных, которые в зависимости от оценки условий изменяют свое состояние с помощью команд.
Основным методом императивного программирования является процедурное программирование, поэтому эти термины часто путают.
Императивный подход тоже близок обычному человеку. Например, рецепты приготовления или инструкции по сборке купленных продуктов также являются пошаговыми командами, и каждый заказ привязан к определенному состоянию еды или комплектности продукта в зависимости от условий.
Этот естественный образ жизни людей в точности соответствует парадигме императивного программирования, и поэтому неудивительно, что большинство языков программирования и аппаратных реализаций большинства компьютеров являются императивными.
Аппаратное обеспечение, такое как повар / ассемблер, затем выполняет команду за командой в точности, как это соответствует императивному подходу.
Только отдельные команды являются инструкциями машинного кода, которые выполняет оборудование, а текущее состояние выражает содержимое памяти.
В более высоких императивных языках затем используются переменные и более сложные команды (т.е. выражения и функции ), но они по-прежнему исповедуют ту же императивную парадигму.
Первыми императивными языками программирования были машинные языки отдельных компьютеров.
На этих языках были только очень простые инструкции, которые позволяли очень легко реализовать аппаратное обеспечение, но затрудняли создание сложных программ.
Первым языком, устраняющим барьеры машинного кода для создания сложных программ, был FORTRAN, созданный Джоном Бэкусом в IBM в 1954 году.
FORTRAN принес возможности (такие как именование переменных, составные выражения, подпрограммы и многое другое), которые являются частью императивных языков и по сей день.
Тогда языки COBOL (1960) и BASIC (1964) были попыткой адаптировать синтаксис программирования к синтаксису естественного языка — английского.
Для нужд Министерства обороны США в 1978 году, после четырех лет обобщения требований, Джин Ичбиа и команда Honeywell приступили к разработке языка Ada. Спецификация была впервые опубликована в 1983 году и пересматривалась в 1995 и 2005/6 гг.
В 1980-х годах интерес к объектно-ориентированному программированию возрос. Новые языки тогда исповедовали императивный стиль, но добавили поддержку объектов.
Деление:
В конечном итоге императивное программирование можно разделить на три группы.
Наивная парадигма иногда понимается как отдельная парадигма, а еще чаще она даже не упоминается среди парадигм программирования.
Наивные языки характеризуются своего рода вездесущим хаотизмом, обычно имеют бессистемный синтаксис и семантику.
Неструктурированная парадигма очень близка ассемблерам. Программы представляют собой линейные последовательности команд, и переходы в них выполняются командой типа «перейти к» — т.е. «перейти к (строке)».
Кроме того, в ранних языках этого стиля все строки программы были пронумерованы, и переходы можно было делать только путем указания определенного номера строки, что было очень непрактично.
Структурированная парадигма. Из-за непрактичности команды перехода «перейти к» (главным образом в том, что структура программы практически не дает информации о ее выполнении, что значительно усложняет ее отладку), была создана структурированная парадигма.
Основные типы команд:
В императивном программировании используются три основные группы команд.
Назначение обычно выполняет операцию с информацией, хранящейся в памяти, и сохраняет результат в памяти для дальнейшего использования.
Циклы позволяют повторять последовательность команд несколько раз подряд. Затем можно точно определить количество повторений или последовательность может повторяться до тех пор, пока указанное условие не изменится.
Команды ветвления позволяют выполнять определенную часть команд только при соблюдении соответствующего условия.
В противном случае этот раздел пропускается, и выполнение следующих сразу же команд продолжается.
Отличия в противоположном подходе:
Благодаря этому можно сохранить множество ошибок, возникающих, в основном, путем записи множества функций и методов одновременно в одну глобальную переменную.
С другой стороны, при императивном подходе программист может оптимизировать программу так, как ему нужно.
При декларативном подходе они должны полагаться на компилятор, который может не выбирать алгоритм, который был бы более выгодным в данный момент.
Вывод:
В этой статье вы прочитали что такое «Императивное программирование», зачем нужно и какие языки программирования работают на этом принципе.
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:
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:
Язык HTML:
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:
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.
Императивное и декларативное программирование простым языком — объясняют эксперты
Авторизуйтесь
Императивное и декларативное программирование простым языком — объясняют эксперты
Начинающему программисту несложно запутаться в различных терминах — взять только объектно-ориентированное, динамическое, императивное и декларативное программирование. Спросили у экспертов, что из себя представляют два последних подхода.
технический директор центра инновационных технологий и решений «Инфосистемы Джет»
Императивные языки, такие, как Java, Python, JavaScript, C, C++ занимают доминирующее положение в индустрии ПО, соответственно императивное программирование — самое распространённое. Смысл его в том, что императивная программа содержит прямые указания, что должен сделать компьютер и в каком порядке должны выполняться инструкции. Этот подход легко понять программисту, а компилятору — легко породить достаточно эффективный код.
Декларативное программирование распространено не так обширно, как императивное, хотя оказывает большое влияние на мейнстрим. Смысл декларативного программирования в том, что программы пишут в виде некоторых ограничений и правил. Логические языки, такие, как Пролог, предлагают описывать ограничения в виде фактов и правил.
В функциональных языках (другой вариант декларативного программирование) описывают программу в виде функций. Отличие от функций в императивном программировании заключается в том, что функции в функциональном языке являются математическими в том смысле, что они устанавливают отношение между аргументом и результатом, и не могут изменять никаких переменных во время вычислений.
Вообще в декларативных языках обычно отсутствует изменение переменных или обычно спрятано за каким-либо специальным механизмом.
Самый популярный язык РСУБД SQL так же является декларативным. На нём описывается конечный результат, а способ его получения генерируется сервером СУБД исходя из множества факторов.
Декларативное программирование может являться более сложным в понимании, но позволяет писать более безопасный и поддерживаемый код, который легко параллелится. А компиляторы декларативных языков имеют больше возможностей при оптимизации программ.
Конечно, практически все основные языки сочетают в себе элементы и декларативного и императивного программирования. Огромное влияние оказывает функциональное программирование на JavaScript, Java, C++, C# и т.д.
ведущий системный программист компании «Аэродиск»
Декларативное программирование — это парадигма программирования, в которой задаётся спецификация решения задачи: описывается, что представляет собой проблема и ожидаемый результат, но без описания способа достижения этого результата. Зачастую декларативные программы не используют понятия состояния и, в частности, не содержат переменных и операторов присваивания, обеспечивая ссылочную прозрачность. К подвидам декларативного программирования часто относят и функциональное программирование. Декларативные компьютерные языки часто не полны по Тьюрингу, так как теоретически не всегда возможно порождение исполняемого кода по декларативному описанию.
Императивное программирование — это парадигма программирования, в которой задаётся последовательность действий, необходимых для получения результата. В нём используются переменные, операторы присваивания и составные выражения.
Несмотря на то, что исторически первым был применен декларативный подход в программировании, первые языки программирования компьютеров (машинный, ассемблер, фортран, алгол, кобол) были императивными в силу простоты подхода.
Сейчас широко распространены как узкоспециализированные декларативные языки программирования (HTML + CSS, SVG, VRML, SQL, lex/VACC), в том числе функциональные (Haskell, Erlang, Scala), так и императивные языки (C/C++/C#, Java, Go, Rust, Python). Однако практически все современные языки программирования общего назначения высокого уровня, за исключением некоторых функциональных, относятся к императивным языкам.
Выбор той или иной парадигмы программирования — императивной или функциональной — определяется, главным образом, требованиями к программе и набором достоинств и недостатков каждой из парадигм. Так, например, независимость функций по данным в функциональных языках и отсутствие побочных эффектов чрезвычайно сокращает количество ошибок и позволяет эффективно распараллеливать код. Поэтому для создания высоконагруженных систем с высоким уровнем параллельных вычислений более оправданно выбирать один из функциональных языков.
С другой стороны, неизменность входных данных в функциональных языках программирования затрудняет создание систем, активно выполняющих ввод-вывод и модификацию уже имеющихся данных. Для реализации таких систем предпочтительнее выбирать императивные языки.
руководитель отдела разработки ECM «Техносерв Консалтинг»
Императивное программирование — это парадигма, основанная на составлении алгоритма действий (инструкций/команд), которые изменяют состояние (информацию/данные/память) программы. Первыми языками программирования, основанными на таком подходе, были машинные коды и ассемблеры. Фактически, программа на этих языках — это код, который выполняется компьютером сразу, без предварительной компиляции. Из языков высокого уровня, требующих компиляции исходного кода программы в машинный код (или интерпретации), к императивным можно отнести C, C++, Java.
Рассмотрим ещё один пример. Допустим, мы хотим приготовить обед.
В императивной парадигме это выглядит как-то так:
В декларативной: хочу на обед жареное мясо с овощами (неплохо звучит, правда? :)).
Вроде бы различия очевидны. Однако, императивный язык не мешает обобщить и автоматизировать отдельные задачи. Можно реализовать некий «слой» кода, библиотеки, которые будут «уметь» выполнять отдельные этапы алгоритма: определять по рецепту, есть ли в наличии необходимые продукты, заказывать их доставку, пользоваться плитой и т.д. Получится, что программный код императивного языка программирования, использующий такие библиотеки, уже не будет по своей структуре так уж сильно отличаться от декларативного.
На практике, при написании кода и выбора подхода, разработчик отталкивается не только от возможностей и ограничений языка программирования, но и удобства использования той или иной парадигмы в данном конкретном случае.
Что такое парадигмы программирования и зачем они нужны
Знакомство с новыми парадигмами программирования может перевернуть вашу точку зрения на написание кода. Рассказываем, что это такое.
Парадигма программирования — это набор идей и понятий, которые определяют стиль написания программ, подход к программированию. Существует множество разных парадигм, но чаще всего используются императивная и декларативная, практически противоположные друг другу.
Императивная парадигма программирования
В императивной (англ. imperative — приказ) парадигме разработчик пишет для компьютера инструкции, которым тот следует. Инструкции могут быть следующие:
То есть программист говорит, что нужно сделать и в каком порядке, а компьютер выполняет приказы.
Отличительная черта императивной парадигмы — понятие состояния компьютера или программы. Состояние — это совокупность всех данных в определённый момент времени: переменных, массивов, счётчиков и так далее.
К императивной парадигме относятся следующие виды программирования:
Также императивную парадигму программирования можно считать более низкоуровневой, потому что программисту нужно знать, как работают программы.
Декларативная парадигма программирования
В декларативной парадигме разработчик описывает проблему и ожидаемый результат, но не пишет никаких инструкций. В декларативном программировании отсутствуют переменные, состояние и прочие понятия, которые свойственны императивной парадигме.
К декларативной парадигме относятся функциональное и логическое программирование.
Пишет о программировании, в свободное время создает игры. Мечтает открыть свою студию и выпускать ламповые RPG.
Примеры использования парадигм
Допустим, у нас есть массив следующих чисел:
Нам может понадобиться получить из этого массива все числа, которые больше 3, но меньше 100.
В декларативном программировании разработчик просто пишет следующее:
Программист не думает о том, как программа будет искать эти числа, он просто пишет, какой результат ему нужен.
В императивном программировании придётся самостоятельно написать код, который будет проверять все числа из массива N на соответствие условию и, если они подходят, записывать их в новый массив. То есть код будет выглядеть примерно так:
То есть в декларативном программировании разработчик говорит, что ему нужно. А в императивном — как это можно получить.
Давайте рассмотрим это на примере двух реальных языков: