В серии: Библиотека alt м. В. Сысоева, И. В. Сысоев

1.2 Парадигмы программирования

Парадигма программирования — это совокупность идей и понятий, определяющих стиль написания компьютерных программ (подход к программированию).
Важно отметить, что парадигма программирования не определяется однозначно языком программирования; практически все современные языки программирования в той или иной мере допускают использование различных парадигм (мультипарадигмальное программирование). Также важно отметить, что существующие парадигмы зачастую пересекаются друг с другом в деталях, поэтому можно встретить ситуации, когда разные авторы употребляют названия из разных парадигм, говоря при этом, по сути, об одном и том же явлении. Считается, что все парадигмы делятся на две большие части: императивное и декларативное программирование. Императивное программирование — это парадигма программирования, которая описывает процесс вычисления в виде инструкций, изменяющих состояние данных. Подразделы императивного программирования — структурное и объектно-ориентированное. Декларативное программирование — это парадигма программирования, в которой вместо пошагового алгоритма решения задачи (что делает императивное программирование, описывающее как решить задачу) задаётся спецификация решения задачи, т. е. описывается, что собой представляет проблема и что требуется получить в качестве результата. Декларативные программы не используют понятия состояния и, в частности, не содержат переменных и операторов присваивания. К декларативной парадигме относится функциональное программирование.
Структурное программирование — методология разработки программного обеспечения, в основе которой лежит представление программы в виде иерархической структуры блоков. Языками-первопроходцами в этой парадигме были Fortran, Algol и B, позже их приемниками стали Pascal и C. В соответствии с данной методологией любая программа состоит из трёх базовых управляющих

1.2. Парадигмы программирования

структур: последовательность, ветвление, цикл; кроме того, используются подпрограммы. При этом разработка программы ведётся пошагово, методом «сверху вниз».
Следование принципам структурного программирования сделало тексты программ, даже довольно крупных, нормально читаемыми. Серьёзно облегчилось понимание программ, появилась возможность разработки программ в нормальном промышленном режиме, когда программу может без особых затруднений понять не только её автор, но и другие программисты. Python использует эту парадигму как вспомогательную.
Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это методология программирования, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного класса, а классы образуют иерархию наследования. В основе концепции объектноориентированного программирования лежит понятие объекта — некой сущности, которая объединяет в себе поля (данные) и методы (выполняемые объектом действия). Например, объект ЧЕЛОВЕК может иметь поля ИМЯ, ФАМИЛИЯ и методы КУШАТЬ, СПАТЬ. Соответственно, в программе можем использовать операторы
ЧЕЛОВЕК.ИМЯ:=’Иван’ и ЧЕЛОВЕК.КУШАТЬ(пища).
С самого начала Python проектировался как объектно-ориентированный язык программирования: все данные представляются объектами Python, программа является набором взаимодействующих объектов, посылающих друг другу сообщения, каждый объект имеет собственную часть памяти и может иметь в составе другие объекты, каждый объект имеет тип, объекты одного типа могут принимать одни и те же сообщения (и выполнять одни и те же действия).
Функциональное программирование — парадигма программирования, в которой процесс вычисления трактуется как вычисление значений функций в математическом понимании последних (в отличие от функций как подпрограмм в структурном программировании). Наиболее известные LISP, Haskell, семейство языков ML.
Противопоставляется парадигме императивного программирования, которая описывает процесс вычислений как последовательное изменение состояний (в значении, подобном таковому в теории автоматов). При необходимости, в функциональном программировании вся совокупность последовательных состояний вычислительного процесса представляется явным образом, например, как список.
Функциональное программирование предполагает обходиться вычислением результатов функций от исходных данных и результатов других функций, и не предполагает явного хранения состояния программы. Соответственно, не предполагает оно и изменяемость этого состояния (в отличие от императивного, где одной из базовых концепций является переменная, хранящая своё значение и позволяющая менять его по мере выполнения алгоритма).
Функциональное программирование является одной из парадигм, поддерживаемых языком программирования Python. Основными предпосылками для полноценного функционального программирования в Python являются: функции

Рис. 1.1. Парадигмы программирования
высших порядков, развитые средства обработки списков, рекурсия, возможность организации ленивых вычислений. Элементы функционального программирования в Python могут быть полезны любому программисту, так как позволяют гармонично сочетать выразительную мощность этого подхода с другими подходами.
Визуальное программирование — способ создания программы для ЭВМ путём манипулирования графическими объектами вместо написания её текста. Визуальное программирование часто представляют как следующий этап развития текстовых языков программирования. Наглядным примером может служить среда разработки Delphi, сделанная для языка Object Pascal, где редактируются графические объекты: форма, кнопки, метки. В последнее время визуальному программированию стали уделять больше внимания в связи с развитием мобильных сенсорных устройств (КПК, планшеты).
С Python поставляется библиотека tkinter на основе Tcl/Tk для создания кроссплатформенных программ с графическим интерфейсом. Существуют расширения, позволяющие использовать все основные библиотеки графических интерфейсов: wxPython, основанное на библиотеке wxWidgets, PyGTK для Gtk, PyQt и PySide для Qt и другие. Некоторые из них также предоставляют широкие возможности по работе с базами данных, графикой и сетями, используя все возможности библиотеки, на которой основаны.