Процедурне програмування

Процедурне програмування

Парадигми та мови програмування

Всередині кожної з двох основних парадигм виділяють парадигми менші. В цьому курсі ми займатимемося наказовими парадигмами, але не забуватимемо про існування інших. Декларативні парадигми дозволяють нам точніше висловлюватися про наказові програми. Зауважимо, що сам професор Дж.Бекус — винахідник першої мови наказового програмування Фортран — успішно працював над пошуком нових парадигм, зокрема декларативної парадигми функціонального програмування. Одночасне застосування кількох парадигм, або мультипарадигменність дозволяє нам глянути на задачу під різними кутами зору, завдяки чому збільшуються шанси пошуку кращого рішення.

Підкреслимо, що парадигма програмування — це спосіб мислення розробника програми. Мова програмування може підтримувати або не підтримувати ту чи іншу парадигму. В першому випадку застосування парадигми стає зручним, тобто простим, безпечним і ефективним. Ми розглянемо три основних наказових парадигми — процедурне, об’єктне (модульне) і об’єктно-орієнтоване (ієрархічне) програмування і одну допоміжну — узагальнене програмування. Всі вони підтримуються мовою програмування С++, яка розвинулася з мови процедурного програмування С. Огляд поширених мов програмування і відповідних парадигм подано на малюнку.

Процедурне програмування подає програму у вигляді набору алгоритмів, для оформлення яких можуть застосовуватися іменовані програмні блоки — процедури і функції. В останньому випадку передбачається наявність механізмів передачі параметрів і поверненні результату.

Спочатку процедурне програмування користувалося довільними засобами керування, в тому числі, переходом за міткою — одним з найбільш вживаних операторів керування в Фортрані. Ось приклад програмного тексту з Фортрану

C КВАДРАТНИЙ КОРІНЬ З ДІЙСНОГО ЧИСЛА

REAL FUCTION ROOT (A)

S=A

IF (A.EQ.0) GO TO 20

10 T=(S+A/S)*.5

IF (ABS((T-S)/T).LE.1.T-6) GO TO 20

S=T

GO TO 10

20 ROOT=S

END

В 1968 році голландський вчений Е.Дейкстра вперше звернув увагу на проблеми, що виникають у програмах з неконтрольованими переходами, в 1970 році проголосив новий напрямок, який він назвав структур(ова)ним програмуванням.
Структурне програмування — це варіант процедурного, що вживає три типи структур керування: послідовне виконання дій, розгалуження і цикл. Не дивно, що Фортран не підтримував цю парадигму — в наборі його засобів не було циклів за умовами. Починаючи з Алголу, а особливо в Паскалі, цикли стають основним засобом організації обчислень в програмі:

function root(a: real,eps:real): real;

var s, t: real;

begin

s:=a*0.5;

repeat

t:=s;

s:=(s+a/s)*O.5;

until abs(s-t)/s< end root:="s;" do>

Автор Паскалю, професор Н.Вірт, відібрав до створюваної ним мови програмування лише прості в поясненні і легкі в реалізації конструкції. Завдяки сильній типізації програми в Паскалі відзначаються високою надійністю, вони мобільні завдяки закладеній в них концепції Паскаль-машини, їх легко читати і розуміти завдяки дисципліні програмування, продиктованої вжитою парадигмою.

Але разом з цим застосування Паскалю гальмувалося саме складністю виходу за межі віртуальної машини, потребою ефективного використання наявної апаратури. Головним критерієм, вжитим Б.Керніганом і Д.Річі до створеної ними мови С, стала саме гнучкість використання особливостей конкретної апаратури і ефективність виконання програм.