روش های برنامه نویسی

وقتی برنامه‌هایی برای حل مشکلات زندگی واقعی مانند مدیریت موجودی، پردازش حقوق و دستمزد، پذیرش دانشجو، پردازش نتایج امتحانات و غیره ایجاد می‌شوند، روش های برنامه نویسی معمولاً بزرگ و پیچیده هستند.

رویکرد تجزیه و تحلیل چنین مسائل پیچیده، برنامه ریزی برای توسعه نرم افزار و کنترل فرآیند توسعه را متدولوژی برنامه نویسی می نامند.انواع روش های برنامه نویسی،انواع مختلفی از روش های برنامه نویسی رایج در میان توسعه دهندگان نرم افزار وجود دارد.

روش های برنامه نویسی

برنامه ریزی رویه ای
مشکل به رویه‌ها یا بلوک‌هایی از کد تقسیم می‌شود که هر کدام یک وظیفه را انجام می‌دهند. همه رویه ها با هم کل برنامه را تشکیل می دهند. روش های برنامه نویسی فقط برای برنامه های کوچکی که سطح پیچیدگی پایینی دارند مناسب است.

مثال – برای یک برنامه ماشین حساب که جمع، تفریق، ضرب، تقسیم، جذر و مقایسه را انجام می دهد، روش های برنامه نویسی هر یک از این عملیات را می توان به عنوان رویه های جداگانه توسعه داد. در برنامه اصلی هر رویه بر اساس انتخاب کاربر فراخوانی می شود.

برنامه نویسی شی گرا
در اینجا راه حل حول موجودیت ها یا اشیایی می چرخد ​​که بخشی از مشکل هستند. این راه حل با نحوه ذخیره داده های مربوط به موجودیت ها، نحوه رفتار موجودیت ها و نحوه تعامل روش های برنامه نویسی آنها با یکدیگر برای ارائه یک راه حل منسجم سروکار دارد.

مثال – اگر باید یک سیستم مدیریت حقوق و دستمزد ایجاد کنیم، نهادهایی مانند کارمندان، ساختار حقوق، قوانین مرخصی و غیره خواهیم داشت که راه حل باید حول آنها ساخته شود.

برنامه نویسی تابعی
در اینجا مسئله یا راه حل مورد نظر به واحدهای کاربردی تقسیم می شود. هر واحد وظیفه خود را انجام می دهد و خودکفا است. سپس “روش های برنامه نویسی” این واحدها به هم دوخته می شوند تا محلول کامل را تشکیل دهند.

مثال – پردازش حقوق و دستمزد می تواند واحدهای عملکردی مانند نگهداری داده های کارکنان، محاسبه حقوق پایه، محاسبه حقوق ناخالص، پردازش مرخصی، پردازش بازپرداخت وام و غیره داشته باشد.

برنامه نویسی منطقی
در اینجا مشکل به جای واحدهای عملکردی به واحدهای منطقی تقسیم می شود. به عنوان مثال: در یک سیستم مدیریت مدرسه، کاربران نقش های بسیار تعریف شده ای مانند معلم کلاس، معلم موضوعی، معاون آزمایشگاه، هماهنگ کننده، مسئول تحصیلی و غیره دارند. بنابراین روش های برنامه نویسی نرم افزار را می توان بسته به نقش کاربر به واحدهایی تقسیم کرد. هر کاربر می تواند رابط، مجوزها و غیره متفاوتی داشته باشد.

برنامه نویسی امری

برنامه نویسی امری یک پارادایم توسعه نرم افزار است که در آن توابع به طور ضمنی در هر مرحله مورد نیاز برای حل یک مشکل کدگذاری می شوند. در برنامه نویسی امری، روش های برنامه نویسی هر عملیات کدگذاری می شود و خود کد مشخص می کند که چگونه مشکل حل شود، به این معنی که مدل های از پیش کدگذاری شده فراخوانی نمی شوند.

برنامه نویسی امری به جای تکیه بر مدل هایی که قادر به حل آن هستند، نیازمند درک توابع ضروری برای حل یک مسئله است. تمرکز برنامه نویسی امری این است که چگونه مشکل باید حل شود، روش های برنامه نویسی که به یک راهنمای گام به گام دقیق نیاز دارد.

از آنجایی که کد نوشته شده به جای مدل ها عملکردها را انجام می دهد، برنامه نویس باید هر مرحله را کدنویسی کند. زبان های برنامه نویسی رویه ای و شی گرا (OOP) تحت برنامه نویسی امری قرار می گیرند، مانند C، C++، C# و جاوا.

انواع مختلف روش های برنامه نویسی

برنامه نویسی امری در مقابل اعلامی
برنامه نویسی امری در تضاد با برنامه نویسی اعلانی است که در آن نحوه حل یک مسئله به طور خاص تعریف نمی شود، روش های برنامه نویسی اما در عوض بر آنچه باید حل شود تمرکز می کند.برنامه نویسی اعلامی یک ثابت برای بررسی برای اطمینان از حل صحیح مشکل فراهم می کند.

اما دستورالعمل هایی در مورد چگونگی حل مشکل ارائه نمی دهد. نحوه دقیق حل مشکل توسط پیاده سازی زبان برنامه نویسی از طریق مدل ها تعریف می شود. برنامه نویسی اعلامی را برنامه نویسی مبتنی بر مدل نیز می نامند. روش های برنامه نویسی،زبان‌های برنامه‌نویسی کاربردی، دامنه خاص (DSL) و منطقی، مانند SQL، HTML، XML و CSS، تحت برنامه‌نویسی اعلامی قرار می‌گیرند.

یک مثال ساده برای تمایز بین رویکرد امری و اعلامی این است که به ارائه مسیرهای رانندگی فکر کنید. یک رویکرد ضروری دستورالعمل های گام به گام را در مورد چگونگی رسیدن به یک مقصد مشخص ارائه می دهد. روش های برنامه نویسی یک رویکرد اعلامی آدرس مقصد را بدون نگرانی در مورد نحوه یافتن آن ارائه می کند.

مدل هایی که برنامه نویسی اعلانی از آنها توابع خود را دریافت می کند از طریق برنامه نویسی امری ایجاد می شوند. از آنجایی که روش‌های بهتری برای توابع از طریق برنامه‌نویسی امری یافت می‌شوند، می‌توان آن‌ها را در مدل‌هایی بسته‌بندی کرد تا با برنامه‌نویسی اعلامی فراخوانی شوند.

برنامه نویسی اعلانی

به طور خلاصه، برنامه نویسی اعلانی شامل دستور دادن به برنامه در مورد کارهایی است که باید انجام شود، به جای اینکه به آن بگویید چگونه آن را انجام دهد. روش های برنامه نویسی این رویکرد شامل ارائه یک زبان دامنه خاص (DSL) برای بیان آنچه کاربر می خواهد است.

این DSL از کاربران در برابر ساختارهای سطح پایین کثیف محافظت می کند در حالی که همچنان به وضعیت نهایی مطلوب دست می یابد. در حالی که برنامه نویسی اعلانی مزایایی را نسبت به رویکرد ضروری که جایگزین می کند ارائه می دهد، روش های برنامه نویسی آنقدرها هم که به نظر می رسد ساده نیست.

به طور خلاصه، برنامه نویسی اعلانی شامل دستور دادن به برنامه در مورد کارهایی است که باید انجام شود، به جای اینکه به آن بگویید چگونه آن را انجام دهد. در عمل، این رویکرد مستلزم ارائه یک زبان دامنه خاص (DSL) برای بیان آنچه کاربر می‌خواهد، و محافظت از آنها در برابر ساختارهای سطح پایین (حلقه‌ها، شرطی‌ها، تخصیص‌ها) است که روش های برنامه نویسی حالت نهایی مورد نظر را تحقق می‌بخشد.

در حالی که این پارادایم یک پیشرفت قابل توجه نسبت به رویکرد ضروری است که جایگزین آن شده است، من ادعا می کنم که برنامه نویسی اعلامی دارای محدودیت های قابل توجهی است، محدودیت هایی که در این مقاله به بررسی آنها می پردازم. علاوه بر این، من یک رویکرد دوگانه را پیشنهاد می کنم که مزایای برنامه نویسی اعلانی را در بر می گیرد و در عین حال محدودیت های آن را جایگزین می کند.

محاسن برنامه نویسی اعلامی
قبل از بررسی محدودیت های برنامه نویسی اعلانی، لازم است مزایای آن را درک کنیم. روش های برنامه نویسی مسلما موفق ترین ابزار برنامه نویسی اعلامی پایگاه داده رابطه ای (RDB) است. حتی ممکن است اولین ابزار اعلامی باشد. در هر صورت، RDB ها دو ویژگی را نشان می دهند که من آن ها را کهن الگوی برنامه نویسی اعلامی می دانم.

توسعه دهندگان نرم افزار ممکن است یک یا ترکیبی از بیش از یکی از این روش ها را برای توسعه یک نرم افزار انتخاب کنند. توجه داشته باشید که روش های برنامه نویسی در هر یک از روش های مورد بحث، مسئله باید به واحدهای کوچکتر تقسیم شود. برای انجام این کار، توسعه دهندگان از یکی از دو رویکرد زیر استفاده می کنند

رویکرد بالا به پایین،رویکرد پایین به بالا
رویکرد بالا به پایین یا مدولار
مشکل به واحدهای کوچک‌تر تقسیم می‌شود که ممکن است به واحدهای کوچک‌تر نیز تقسیم شوند. هر واحد یک ماژول نامیده می شود. هر ماژول یک واحد خودکفا است که همه چیز لازم برای انجام وظیفه خود را دارد.

پردازش حقوق و دستمزد(رویکرد پایین به بالا)
در رویکرد پایین به بالا، طراحی سیستم با پایین‌ترین سطح اجزا شروع می‌شود که سپس برای بدست آوردن اجزای سطح بالاتر به هم متصل می‌شوند. این فرآیند تا زمانی که سلسله مراتبی از تمام اجزای سیستم ایجاد شود ادامه می یابد. با این حال، روش های برنامه نویسی در سناریوهای واقعی، شناخت همه اجزای سطح پایین در ابتدا بسیار دشوار است. بنابراین رویکرد پایین به بالا فقط برای مسائل بسیار ساده استفاده می شود.