Paradygmaty

programowania

Wykład 1 - Wprowadzenie

Łukasz Bartczuk

Katedra Inżynierii Komputerowej p.417

lukasz.bartczuk@kik.pcz.pl

Agenda wykładu

1. Wprowadzenie
2. Wartości i typy danych
3. Zmienne i ich przechowywanie
4. Abstrakcje danych

4. Abstrakcje danych
5. Kontrola przepływu i funkcje
6. Programowanie imperatywne
7. Programowanie funkcyjne
8. Programowanie logiczne

Ewolucja języków programowania

języki

logiczne

języki

funkcyjne

języki

równoległe

języki

imperatywne

języki

obiektowe

Fortran

Lisp

Algol60

Cobol

Algol68

Pascal

Simula

1950

1960

1970

PL/I

Prolog

Pascal

Smalltalk

C++

Ada83

Ada95

Java

1970

1980

1990

2000

Modula

Haskell

Co to jest paradygmat?

„Paradygmat to przyjęty sposób widzenia
rzeczywistości w danej dziedzinie, doktrynie itp.”

„zespół form fleksyjnych (deklinacyjnych lub
koniugacyjnych) właściwy danemu typowi
wyrazów; wzorzec; model deklinacyjny

wyrazów; wzorzec; model deklinacyjny
lub koniugacyjny”

Słownik Języka Polskiego PWN

Czym zatem jest paradygmat programowania?

Paradygmat programowania jest wyróżniającym
się stylem programowania. Każdy paradygmat
jest

scharakteryzowany

przez

dominację

pewnych kluczowych koncepcji.

• zbiór koncepcji reprezentujących podejście

do implementacji algorytmów

• zbiór mechanizmów używanych przez programistę

do pisania programów i określających jak te programy
będą następnie wykonywane przez komputer

Podstawowe paradygmaty programowania

Programowanie

Imperatywne

Deklaratywne

zdarzeniowe

aspektowe

modularne

strukturalne

obiektowe

równoległe

funkcyjne

logiczne

Co je różni?

• program = kod + dane
• kod = algorytm + język programowania
• dane = struktury danych + język programowania

• sposób patrzenia na dane
• sposób patrzenia na kod
• sposób wiązania danych z kodem
• sposób patrzenia na przepływ sterowania

Paradygmat programowania imperatywnego

Polega na sekwencyjnym wykonywaniu kodu, czyli instrukcji

modyfikujących wartości zmiennych

• Lat. Imperare – wykonuj komendy

• Kluczowe koncepcje:

zmienne, komendy, procedury, dane

abstrakcyjne

• Jest bezpośrednim odzwierciedleniem sposobu działania

maszyny von Neumanna

Maszyna von Neumanna

Pamięć

Jednostka

arytmetyczno -

Jednostka

arytmetyczno -

logiczna

Jednostka

sterująca

akumulatory

Wejście

Wyjście

Paradygmat programowania imperatywnego

int suma(int dane[], int ilosc)
{

int wynik = 0;
for(int i=0; i<ilosc; i++)

for(int i=0; i<ilosc; i++)

wynik = wynik + dane[i];
// wynik += dane[i];

return wynik;

}

Paradygmat programowania obiektowego

Polega na operowaniu obiektami, czyli połączenia danych

i operacji jakie można na nich wykonywać

• Jest rozszerzeniem paradygmatu programowania

imperatywnego

• Obiekty pozwalają na modelowanie elementów zarówno

świata rzeczywistego jak i cybernetycznego.

• Kluczowe koncepcje:

obiekty, klasy i podklasy, dziedziczenie

polimorfizm

Paradygmat programowania obiektowego

class

Tablica {

private int

* dane;

private int

public void

Wypelnij() {

for

(

int

i=0; i<n; i++)

dane[i] = rand();

}

public int

suma() {

int

wynik = 0;

for

(

int

i=0; i<n; i++)

wynik += dane[i];

return

wynik

}

Paradygmat programowania funkcyjnego

Operuje nie na zmiennych lecz na wartościach

• Każdy program jest wyrażeniem

• Każdy program jest wyrażeniem
• Każde wyrażenie wyznacza wartość
• Jedyną akcją jest wywołanie funkcji
• Jedyną regułą kompozycji jest składanie funkcji

• Kluczowe koncepcje:

wyrażenia, funkcje, parametryczny

polimorfizm,

a także

dane abstrakcyjne i leniwe obliczenia

Paradygmat programowania logicznego

Polega na opisaniu znanych faktów dotyczących analizowanego

problemu i relacji zachodzących pomiędzy tymi faktami.

• Implementują relację pomiędzy zbiorami wartości S i T

• Kluczowe koncepcje:

fakty, relacje, zapytania.

Paradygmat programowania logicznego

dziecko (Jan, Adam).
dziecko (Jan, Ewelina).
dziecko (Tadeusz, Jan).
dziecko (Beata, Jan).

wnuk(X, Y) :- dziecko(X,Z), dziecko(Z,Y).

?- wnuk(Jan, Adam).
?- wnuk(Tadeusz, Ewelina).
?- wnuk(Beata, X).