🗊Презентация Парадигмы и методологии программирования

парадигмы и методологии программирования О.Ю. Лягинова, М.Г. Можаева кафедра математики и информатики ЧГУ

План Понятие «парадигма программирования» Императивное программирование Декларативное программирование Объектно-ориентированное программирование Литература

Литература Немнюгин С.А. Turbo Pascal : Программирование на языке высокого уровня : учебник для вузов / С. А. Немнюгин - 2-е изд. - СПб. : Питер, 2007. - 543 c. Крылов Е.В. Техника разработки программ : учебник для вузов : В 2-х книгах. Кн.1 : Программирование на языке высокого уровня / Е. В. Крылов, В. А. Острейковский, Н. Г. Типикин ; Крылов Е.В., Острейковский В.А., Типикин Н.Г. - Москва : Высшая школа, 2007. - 376 c. Парфилова Н.И. Программирование. Структурирование программ и данных : учебник для студ. учреждений высш. проф. образования / Н.И. Парфилова, А.Н. Пылькин, Б.Г. Трусов ; под ред. Б.Г. Трусова. — М. : Издательский центр «Академия», 2012. — 240 с. — (Сер. Бакалавриат). http://ru.wikibooks.org/wiki/Основы_функционального_программирования/Вводная_лекция

Парадигмы программирования Структура языка программирования и технология разработки программ определяются выбранной и положенной в основу этого языка парадигмой программирования.

Парадигмы программирования

Императивное программирование

Императивное программирование В основе императивного программирования находятся два основных понятия:

Императивное программирование

Императивное программирование Традиционная область применения алгоритмических языков – вычислительные задачи и обработка данных различного типа: арифметических; логических; символьных. Языки программирования высокого уровня, поддерживающие императивный стиль — это известные традиционные языки, например Паскаль, Бейсик, Си. Базовая технология программирования, положенная в их основу — структурное программирование.

Структурное программирование

Декларативное программирование

Декларативное программирование Языки, поддерживающие декларативный стиль программирования, позволяют описывать «что» должно быть решено, а «как» уже известно «решателю». Декларативная программа не содержит алгоритма.

Декларативные языки Наиболее известными декларативными языками являются: языки функционального программирования (Lisp, Haskell); язык логического программирования (Prolog); SQL (англ. structured query language — «язык структурированных запросов»).

Функциональное программирование Единственным действием функциональной программы является вызов функции. Функциональная программа представляет собой композицию вложенных друг в друга функций. Целью программы является вычисление значения исходной функции. Основной способ решения задач — рекурсия.

Функциональное программирование В функциональных языках программирования отсутствуют передача управления, оператор присваивания, ветвления и циклы, характерные для традиционных языков. Для представления программ и данных используется единая структура — символьное выражение, которое в памяти представляется в виде списка. Например, определение N-ого числа Фибоначчи (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, …) на Haskell. fib 1 = 1 fib 2 = 1 fib n = fib (n – 2) + fib (n – 1)

Задачи, решаемые функциональным программированием построение математического описания функций; описание динамических структур данных; доказательство наличия некоторого свойства программы; эквивалентная трансформация программ; получение остаточной процедуры и др.

Логическое программирование Логическая программа представляет собой описание некоторой предметной области/задачи с помощью набора фактов, логических утверждений/правил и предположения, нуждающегося в доказательстве. Решение поставленной задачи — получение новых знаний осуществляется в виде запроса, представляющего собой логическую формулу.

Логическое программирование На языке Prolog описывается база данных, содержащая сведения об автомобилях: марка машины, год выпуска, цвет, цена. Программа позволяет строить запросы к базе. Predicates //утверждения об объекте car(string, integer, string, integer) Clauses //факты car(volvo, 1990, red, 1800). сar(toyota, 1988, black, 2000). car(ford, 1994, white, 3000). Goal  car(X, Y, _ , _ ),  Y < 1992. //цель X = “volvo” Y = 1990 X = "toyota" Y = 1988

Задачи, решаемые логическим программированием задачи искусственного интеллекта; задачи технологии знаний; экспертные системы и др.

Объектно-ориентированное программирование Объектно-ориентированные языки программирования могут быть отнесены к императивным языкам, т.к. их вычислительная модель имеет процедурный характер, при этом содержат значительную декларативную компоненту — описание классов.

Понятия объектно-ориентированного программирования Объектно-ориентированное программирование (ООП) — методология программирования, в которой основными являются понятия «класс» и «объект».

Принципы объектно-ориентированного программирования Наследование – описание нового класса на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью. Инкапсуляция – объединение данных и методов, работающие с ними, в классе и сокрытие деталей реализации от пользователя. Полиморфизм – возможность объектов с одинаковым описанием иметь различную реализацию.

Суть метода «сверху вниз» Сначала пишется текст основной программы, в которую вместо каждого логического фрагмента вставляется вызов подпрограммы, выполняющей данный фрагмент. Вместо настоящих, работающих подпрограмм, в программу вставляются «заглушки», которые ничего не делают. Полученная программа проверяется и отлаживается. После того, как программист убедится, что общая структура программы верна, подпрограммы-заглушки последовательно заменяются на реально работающие, причём разработка каждой подпрограммы ведётся тем же методом, что и основной программы. Разработка заканчивается, когда не останется ни одной «заглушки», которая не была бы удалена.

Рекурсивная функция Рекурсивная функция (от лат. recursio — возвращение) — это числовая функция числового аргумента, которая в своей записи содержит себя же. Факториал числа n (лат. factorialis — действующий, производящий, умножающий; обозначается n!)  — произведение всех натуральных чисел от 1 до n включительно:

Остаточная процедура

Спасибо за внимание!