Języki i paradygmaty 

programowania

II.

 Wprowadzenie (c.d.)

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-2

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-3

III.

 Programowanie funkcyjne

●

Program to po prostu złożona
funkcja (w sensie matematycznym)

,

która otrzymawszy dane wejściowe wylicza
pewien wynik

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-4

III.

 Programowanie funkcyjne

●

Zasadniczą różnicą w stosunku do poprzednich
paradygmatów jest brak dostępu do stanu
maszyny

●

Nie ma zmiennych

●

A co za tym idzie, nie ma
żadnych efektów ubocznych
(rozumianych w sensie tradycyjnym, jako
zmiana wartości zmiennych)

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-5

III.

 Programowanie funkcyjne

●

Nie ma tradycyjnie rozumianych pętli
(imperatywnych z natury)

●

Tradycyjne pętle wymagają bowiem zwykle
(poza przypadkami zdegenerowanymi, jak
pętle nieskończone) zmiennych (lub innego
dostępu do stanu maszyny) do sterowania ich
przebiegiem

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-6

III.

 Programowanie funkcyjne

●

Konstruowanie programów to składanie funkcji

●

Zazwyczaj z istotnym wykorzystaniem
rekurencji (rekursji)
(tam, gdzie w programowaniu imperatywnym
wykorzystujemy pętle)

●

Charakterystyczne jest również definiowanie
funkcji wyższego rzędu

, czyli takich, dla

których argumentami i których wynikami mogą
być funkcje (a nie tylko „proste” dane jak
liczby lub napisy)

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-7

III.

 Programowanie funkcyjne

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-8

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-9

IV.

 Programowanie logiczne

●

Na program składa się
zbiór zależności (przesłanek)
oraz
pewne stwierdzenie/pytanie (cel)

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-10

IV.

 Programowanie logiczne

●

Wykonanie programu to
próba udowodnienia celu
w oparciu o podane przesłanki

●

Obliczenia wykonywane są niejako „przy
okazji” dowodzenia celu

●

Podobnie jak w programowaniu funkcyjnym,
nie wydajemy rozkazów

,

a jedynie opisujemy,
co wiemy i co chcemy uzyskać

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-11

IV.

 Programowanie logiczne

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-12

IV.

 Programowanie logiczne

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-13

IV.

 Programowanie logiczne

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-14

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-15

Inne paradygmaty

●

Programowanie na poziomie wartości

●

Programowanie na poziomie funkcji

●

Programowanie skalarne

●

Programowanie wektorowe/macierzowe

●

Programowanie zdarzeniowe

●

Programowanie z własnym wątkiem sterowania

●

Programowanie aspektowe

●

Programowanie uogólnione

●

Programowanie równoległe/współbieżne/rozproszone

2009-02-26

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Wprowadzenie (c.d.)

II

-16

Języki a paradygmaty

●

asemblery, „stary” BASIC

–

p. imperatywne (proceduralne?)

●

„stary” Pascal, C, Fortran

–

p. imperatywne, proceduralne, strukturalne

●

C++, Object Pascal, Ada

–

p. imperatywne, proceduralne, strukturalne, obiektowe

●

Smalltalk, C#, Java

–

p. obiektowe

●

Lisp, Scheme, Logo, ML, Haskell

–

p. funkcyjne

●

Planner, Prolog

–

p. logiczne

●

Python

–

p. proceduralne, strukturalne, obiektowe, funkcyjne

●

SQL

–

p. deklaratywne (ani ściśle funkcyjne, ani ściśle logiczne)

2008-03-01

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Zmienne i typy

II

-17

Opisy języków programowania

●

składnia (syntaksa, gramatyka, forma)

●

semantyka (znaczenie, treść)

2008-03-01

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Zmienne i typy

II

-18

Składnia

●

Przyjmujemy, że mamy ustalony alfabet Σ
–

skończony i niepusty zbiór

●

Jego elementy nazywamy symbolami, znakami
lub literami

●

Zbiór wszystkich napisów, jakie można
utworzyć ze znaków alfabetu Σ, oznaczamy Σ*

●

Każdy podzbiór zbioru Σ* to pewien język

●

Innymi słowy: język to zbiór napisów

złożonych ze znaków danego alfabetu

2008-03-01

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Zmienne i typy

II

-19

Gramatyki

●

gramatyki regularne

–

do opisu leksemów czyli podstawowych
(atomowych) elementów języka, takich jak słowa,
liczby, identyfikatory...

–

wyrażenia regularne

●

gramatyki bezkontekstowe

–

do opisu składni, czyli wyglądu całych programów,
wyrażeń, instrukcji...

–

notacja BNF, EBNF

2008-03-01

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Zmienne i typy

II

-20

Semantyka

●

opis formalny

–

gramatyki atrybutowane

–

semantyka operacyjna

–

semantyka aksjomatyczna

–

semantyka denotacyjna

●

opis potoczny (naiwny, po ludzku)

2008-03-01

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Zmienne i typy

II

-21

Notacja Backusa­Naura – (E)BNF

●

sposób zapisu gramatyk bezkontekstowych

●

definicja języka to zbiór reguł

●

ogólna postać reguły:

pojęcie ::= definicja-pojęcia

●

pojęcie to pojedynczy symbol nieterminalny
(pomocniczy)

●

definicja-pojęcia to ciąg symboli
terminalnych ujętych w cudzysłowy (to jest
należących do alfabetu języka) oraz
nieterminalnych

2008-03-01

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Zmienne i typy

II

-22

Rozszerzenia w EBNF

●

alternatywne warianty:

pojęcie ::= wariant1 | wariant2 | wariant3

●

opcjonalne części:

pojęcie ::= część-konieczna [ część-opcjonalna ]

●

wielokrotne powtórzenie:

pojęcie ::= część-konieczna { część-powtarzalna }

●

grupowanie:

pojęcie ::= ( coś | coś-innego ) coś-jeszcze-innego

2008-03-01

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Zmienne i typy

II

-23

Przykłady w EBNF

lista-identyfikatorów ::=

identyfikator { "," identyfikator }

pętla-dopóki ::=

"while" wyrażenie "do" instrukcja

podstawienie ::=

l-wartość ":=" wyrażenie

pętla-dopóki ::=

"while" "(" wyrażenie ")" instrukcja

Pascal

język C

2008-03-01

Jarosław Bylina :: Języki i paradygmaty programowania :: Zmienne i typy

II

-24

Architektura von Neumanna

●

Na razie wszystkie komputery działają
w oparciu o imperatywną
architekturę von Neumanna

●

Tak więc każdy program, który chcemy
uruchomić, musi być najpierw przetłumaczony
do ciągu rozkazów w języku wewnętrznym
konkretnej maszyny

●

Różne paradygmaty mogą wymagać
skomplikowanych metod tłumaczenia

;

różna jest też ich efektywność