我一直在网上搜索声明式编程和命令式编程的定义,希望能给我一些启发。然而,我发现在一些资源中使用的语言令人生畏——例如在维基百科。 有没有人可以给我举一个现实世界的例子,让我对这个主题有一些了解(也许是c#)?


当前回答

Imperative programming requires developers to define step by step how code should be executed. To give directions in an imperative fashion, you say, “Go to 1st Street, turn left onto Main, drive two blocks, turn right onto Maple, and stop at the third house on the left.” The declarative version might sound something like this: “Drive to Sue’s house.” One says how to do something; the other says what needs to be done. The declarative style has two advantages over the imperative style: It does not force the traveler to memorize a long set of instructions. It allows the traveler to optimize the route when possible.

卡尔弗特,C库尔卡尼,D(2009)。LINQ至关重要。艾迪森·韦斯利48岁

其他回答

这里和其他在线帖子的答案提到了以下内容:

使用声明式编程,您编写的代码描述您想要的东西,但不一定是如何得到它 您应该更喜欢声明式编程而不是命令式编程

他们没有告诉我们如何实现这一目标。为了使部分程序更具声明性,其他部分必须提供抽象来隐藏实现细节(即命令式代码)。

例如,LINQ比循环(for, while等)更具声明性,例如,你可以使用list. where()来获得一个新的过滤列表。为了实现这一点,微软已经完成了LINQ抽象背后的所有繁重工作。

事实上,函数式编程和函数式库更具有声明性的原因之一是因为它们抽象了循环和列表创建,隐藏了所有实现细节(很可能是带有循环的命令式代码)。

在任何程序中,都将同时拥有命令式代码和声明式代码,并且应该将所有命令式代码隐藏在特定于领域的抽象后面,以便程序的其他部分可以声明性地使用它们。

最后,尽管函数式编程和LINQ可以使您的程序更具声明性,但您总是可以通过提供更多的抽象来使程序更具声明性。例如:

// JavaScript example

// Least declarative
const bestProducts = [];
for(let i = 0; i < products.length; i++) {
    let product = products[i];
    if (product.rating >= 5 && product.price < 100) {
        bestProducts.push(product);
    }
}


// More declarative
const bestProducts = products.filter(function(product) {
    return product.rating >= 5 && product.price < 100;
});

// Most declarative, implementation details are hidden in a function
const bestProducts = getBestProducts();

另外,声明式编程的极端是发明新的领域特定语言(DSL):

字符串搜索:正则表达式而不是自定义命令式代码 js: JSX而不是直接的DOM操作 AWS CloudFormation:用YAML代替CLI 关系型数据库:用SQL代替旧的读写api,如ISAM或VSAM。

我只是想知道为什么没有人提到Attribute类是c#中的声明性编程工具。本页最流行的回答是将LINQ作为一种声明性编程工具。

根据维基百科

常见的声明性语言包括数据库查询语言 (如SQL, XQuery),正则表达式,逻辑编程, 功能编程和配置管理系统。

所以LINQ作为一个函数式语法,绝对是一个声明性的方法,但是c#中的Attribute类作为一个配置工具,也是声明性的。这里有一个很好的起点来阅读更多关于它的内容:c#属性编程的快速概述

命令式编程是显式地告诉计算机做什么,以及如何做,比如指定顺序等

C#:

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    System.Console.WriteLine("Hello World!");
}

说明性是指你告诉计算机做什么,而不是如何做。Datalog / Prolog是在这方面首先想到的语言。基本上所有东西都是声明性的。你不能保证秩序。

c#是一种更命令式的编程语言,但某些c#特性更具有声明性,如Linq

dynamic foo = from c in someCollection
           let x = someValue * 2
           where c.SomeProperty < x
           select new {c.SomeProperty, c.OtherProperty};

同样的东西也可以写成命令式:

dynamic foo = SomeCollection.Where
     (
          c => c.SomeProperty < (SomeValue * 2)
     )
     .Select
     (
          c => new {c.SomeProperty, c.OtherProperty}
     )

(例子来自维基百科Linq)

再举一个手机应用开发的例子。在iOS和Android中,我们有界面构建器,在那里我们可以定义应用程序的UI。

使用这些生成器绘制的UI本质上是声明性的,我们可以在其中拖放组件。实际的绘图发生在框架和系统下面,由框架和系统执行。

但我们也可以在代码中画出整个组件,这在本质上是必要的。

此外,一些新语言,如Angular JS,专注于以声明方式设计ui,我们可能会看到许多其他语言提供同样的支持。就像Java在Java swing或Java FX中没有任何好的声明性方法来绘制本地桌面应用程序,但在不久的将来,他们可能会这样做。

我发现基于幂等性和交换性更容易区分陈述性和命令性。通过参考资料来了解他们。

看看这个简化版,了解幂等性。

然后引入“WHAT”和“HOW”的定义,以理解“WHAT”和“HOW”的实际含义。在声明式中,通过定义数据之间的关系来连接数据。你没有提到这种关系应该如何实现,而是“这种关系是什么”。通过关系来描述输出数据的“样子”,而不是“如何”来实现输出数据。

开始在脑海中画一些图表,画一些点(数据),用线(关系)连接起来。画所有可能的方式,一比多,多比一&一比一。为这些行添加箭头,如<-----------。所有箭头都应该朝左,因为必须先计算特定数据所基于的所有数据,然后再向左移动以计算该特定数据。

如果数据a基于数据b,那么数据c和数据d又可能基于其他一些数据。然后先计算b c d,然后才计算a。所以a在这条线的左边其他的都在右边。从b c d有3条线到达a。

这个图表有一些属性:

NO data will violate the relationship it has with all other data control flow or the order doesn't matter, of course b, c and d should be calculated before a but there is no preference between b, c and d i.e. it doesn't matter which one of these 3 is calculated first (commutative) a is only based upon b, c and d and no one else. Hence, it doesn't matter how many times the relationship operation that calculates a using b, c and d is executed, same a should be achieved (idempotent). a is the end result of the relationship operation here. Basically, everyone who is affecting a should have a line pointing to a.

这些关系(线)就像函数(数学函数而不是编程函数)。毫无疑问,函数式编程在学术界很有名。纯函数(在我们的编程中,因此不是粗体)就像函数(在数学中,因此是粗体)。

到目前为止,声明性可能听起来像PURE和IMMUTABLE(通常用于函数式编程),如果是GOOD,如果不是GREAT。因为这不是这里的目的,这是从这个模式中自动出现的。

如果你的一段代码可以转换成这个图表,那么它就是完全声明性的,否则,它就在尺度上的其他地方。

说明性很接近数学。

现在让我们放大这些关系(行),看看在程序执行期间计算机内部发生了什么。

命令式进来了。这就是底层工作完成的地方。在命令式中,你会一步一步地提到“如何”完成它,你知道这一系列步骤将在一个数据(输入b c d)和另一个数据(输出a)之间创建所请求的关系。在这里,你创建变量,改变它们,循环数组和所有其他事情。

命令式接近编程。

我不认为程序是声明式的或命令式的,我更喜欢把它放在最左边是完全声明式的,最右边是完全命令式的。记住,声明式是建立在命令式之上的,因此你看到的任何声明式的东西实际上都是命令式的。一般来说,程序是声明式和命令式的混合。

现在,让我们举两个例子:

第二个例子可以转换成这样的图表:

reduce_r map_r filter_r A <--------- b <--------- c <--------- d

Filter_r(关系):c只是d的偶数 Map_r(关系):b是所有数字乘以10的c Reduce_r (relationship): a是b加起来的所有数字

这应该看起来像数学的复合函数:reduce_r(map_r(filter_r(d)))

在声明中,开发人员的工作是将最终目标(a)分解为有助于实现最终目标的子目标(b, c)。

当然后台程序的映射、缩减和过滤是运行的必要代码。

值得思考的是:如果您需要对map函数做一个假设,从左到右,以使您的代码按预期工作,那么您实际上是在以声明的名义执行命令式操作。

参考资料:purpleidea (James), www.dataops.live, wiki.c2.com