声明式编程和命令式编程的理解

1 简介

声明式编程 Declarative Programing

In computer science, declarative programming is a programming paradigm — a style of building the structure and elements of computer programs—that expresses the logic of a computation without describing its control flow.

This is in contrast with imperative programming, which implements algorithms in explicit steps.

命令式编程 Imperative Programming

In computer science, imperative programming is a programming paradigm that uses statements that change a program's state. In much the same way that the imperative mood in natural languages expresses commands, an imperative program consists of commands for the computer to perform. Imperative programming focuses on describing how a program operates.

The term is often used in contrast to declarative programming, which focuses on what the program should accomplish without specifying how the program should achieve the result.

以上的内容摘自维基百科:

https://en.wikipedia.org/wiki/Declarative_programming
https://en.wikipedia.org/wiki/Imperative_programming

因为百度以及维基百科中文对这两者介绍的太随便了,所以还是上了英文版的要保险一些。比如百度百科 https://baike.baidu.com/item/%E5%A3%B0%E6%98%8E%E5%BC%8F%E7%BC%96%E7%A8%8B/9939512?fr=aladdin 中提到了两者的关系是“对立”。而维基百科中使用了“contrast”这个词,也就是说只是两者做了“对比”,在我看来这两者的差别还是很大的。


简单介绍一下这两个东西。两者其实都是Programming Paradigm,也就是编程范式。

声明式编程主要关注“我想要什么”,而不关注具体该怎么实现。

命令式编程主要关注“让计算机应该如何做”,计算机会严格遵循你的指令,而不理会最后的结果是不是你所想要的。

2 两者的对立和统一

从字面意思可以看出来,声明式编程,在于声明了我要什么,而命令式编程,在于命令计算机如何去做

举例说明,我需要实现传入年月日,得到对应日期是星期几。

// C Language Imperative Programming

#include   
#include   
  
int main()  
{
    time_t t;
    struct tm *lt;
    
    int y, m, d;
    int w;
    char *weekday[7]={"Sunday","Monday","Tuesday","Wednesday","Thursday","Friday","Saturday"};
    
    time (&t);              //获取Unix时间戳
    lt = localtime (&t);    //转为时间结构
    
    y = lt -> tm_year + 1900;
    m = lt -> tm_mon;
    d = lt -> tm_mday;
    
  if (m==1 || m==2)
  {
      m=(m==1?13:14);
      y=y-1;              //此处表示把1,2月计算到上一年的13,14月
    }
    
    w=(d+2*m+3*(m+1)/5+y+y/4-y/100+y/400+1) % 7;
  printf("%s\n",weekday[w]);
  
    return 0;  
}
// javaScript Language Declarative Programing

var weeks = ["Sunday","Monday","Tuesday","Wednesday","Thursday","Friday","Saturday"];

var week = weeks[new Date().getDay()]

console.log(week);

以上两份代码分别使用了C语言和JavaScript语言实现了获取当前日期的星期并打印。

可以看出,在C语言中,我们首先要获取到时间戳,再把时间戳转换为时间结构体,再从结构体获取到年月日,再使用吉姆拉尔森公式计算星期,由于公式的特性,我们还需要将每年的1月和2月看作为前一年的13月和14月以便于公式计算。在这个过程中,我们消耗了大量的精力去考虑如何正确的获取当前的星期数,告诉程序一步一步该怎么处理。

在js语言中,我们只需要通过Date().getDay(),就可以直接获取到当天的星期数,我们只告诉了程序我们要什么,而至于程序怎么计算出来就不用管了。

这两者,就是声明式和命令式的对立。一个专注于结果,一个专注于过程。

当然,其实叫对立是不合适的,两者之间也有统一。比如说,我们把C语言中的main()函数打包为函数int getWeek(),其中返回值为0到6,对应周末到周一。这样,我们需要在主函数获取日期的时候就变成了

#include   
  
int main()
{
    char *weekday[7]={"Sunday","Monday","Tuesday","Wednesday","Thursday","Friday","Saturday"};
    
    int week = getWeek();
    
    printf("%s\n",weekday[week]);
    
    return 0;
}

个人对这两者的理解,套用一句话,世上本没有路,走的人多了,也就成了路。也就是说所谓的声明式编程,只关注结果,是因为已经有了支持了解决问题的实现。已经有了路,就不用我们自己去修路了。我们发挥拿来主义,直接用就好了,至于它们怎么实现的,封装好的库、架包、模组等等已经帮我们考虑了。我们不用花费大量的精力在如何实现上面,专注于我们想要的,则大大提高了工作效率。

以上即为本人对声明式编程和命令式编程的理解,若有错误或不足之处,敬请谅解并欢迎指正。

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