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

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

其他回答

声明性编程是你说你想要什么,命令式编程是你说如何得到你想要的。

一个简单的Python例子:

# Declarative
small_nums = [x for x in range(20) if x < 5]

# Imperative
small_nums = []
for i in range(20):
    if i < 5:
        small_nums.append(i)

第一个例子是声明性的,因为我们没有指定构建列表的任何“实现细节”。

以c#为例,一般来说,使用LINQ的结果是声明式的,因为你没有说如何获得你想要的东西;你只是在说你想说的话。你可以对SQL说同样的话。

声明式编程的一个好处是,它允许编译器做出可能比手工编写更好的代码的决定。运行SQL示例,如果您有这样的查询

SELECT score FROM games WHERE id < 100;

SQL“编译器”可以“优化”这个查询,因为它知道id是一个索引字段——或者它可能没有索引,在这种情况下,它必须遍历整个数据集。或者SQL引擎知道这是利用所有8个核心进行快速并行搜索的最佳时机。作为程序员,你不需要考虑这些条件,也不需要编写代码来处理任何特殊情况。

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。

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

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。