声明式与命令式

编程范式是计算机编程的一种基本风格。 主要有四种范式:命令式、声明式、函数式(被认为是声明式范式的子集)和面向对象的。

Declarative programming : is a programming paradigm that expresses the logic of a computation(What do) without describing its control flow(How do). Some well-known examples of declarative domain specific languages (DSLs) include CSS, regular expressions, and a subset of SQL (SELECT queries, for example) Many markup languages such as HTML, MXML, XAML, XSLT... are often declarative. The declarative programming try to blur the distinction between a program as a set of instructions and a program as an assertion about the desired answer.

命令式编程:是一种编程范式，它用改变程序状态的语句来描述计算。命令式程序可以被视为编程命令或数学断言。

函数式编程:是一种编程范式，它将计算视为数学函数的求值，并避免状态和可变数据。它强调函数的应用，而命令式编程风格强调状态的变化。 在纯函数式语言(如Haskell)中，所有函数都没有副作用，状态更改仅表示为转换状态的函数。

下面是MSDN中命令式编程的示例，循环遍历数字1到10，并找到偶数。

var numbersOneThroughTen = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
//With imperative programming, we'd step through this, and decide what we want:
var evenNumbers = new List<int>();
foreach (var number in numbersOneThroughTen)
{    if (number % 2 == 0)
    {
        evenNumbers.Add(number);
    }
}
//The following code uses declarative programming to accomplish the same thing.
// Here, we're saying "Give us everything where it's even"
var evenNumbers = numbersOneThroughTen.Where(number => number % 2 == 0);

这两个例子都产生了相同的结果，一个既不比另一个好也不比另一个差。第一个示例需要更多代码，但代码是可测试的，命令式方法让您完全控制实现细节。在第二个例子中，代码可以说更可读;然而，LINQ并不能让你控制幕后发生的事情。您必须相信LINQ将提供所请求的结果。

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。

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)

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。

这种差异主要与抽象的总体水平有关。对于声明式，在某些情况下，您离单个步骤太远了，以至于程序在如何获得结果方面有很大的自由度。

你可以把每一条指令都看作是连续体上的某个地方:

抽象程度:

Declarative <<=====|==================>> Imperative

声明性真实世界的例子:

图书管理员，请帮我借一本《白鲸记》。 (图书管理员可酌情选择最佳的申请方式)

现实世界的例子:

进入图书馆 查找图书组织系统(卡片目录-老派) 研究如何使用卡片目录(你也忘了，对吧) 弄清楚货架是如何标记和组织的。 弄清楚书架上的书是如何排列的。 从卡片目录和组织系统中交叉引用图书位置以查找所述书籍。 带书到退房系统。 借书。

声明式编程和命令式编程的一个很好的c#例子是LINQ。

使用命令式编程，你一步一步地告诉编译器你想要发生什么。

例如，让我们从这个集合开始，并选择奇数:

List<int> collection = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };

在命令式编程中，我们将逐步执行这些步骤，并决定我们想要什么:

List<int> results = new List<int>();
foreach(var num in collection)
{
    if (num % 2 != 0)
          results.Add(num);
}

这里，我们说:

创建一个结果集合 逐步检查集合中的每个数字 检查数字，如果是奇数，就把它加到结果中

另一方面，在声明式编程中，你写的代码描述了你想要的东西，但不一定是如何得到它(声明你想要的结果，但不是一步一步的):

var results = collection.Where( num => num % 2 != 0);

这里，我们说的是“把所有奇怪的东西都给我们”，而不是“遍历集合”。选中此项，如果为奇数，则将其添加到结果集合中。”

在许多情况下，代码也将是两种设计的混合，因此并不总是黑白分明的。