Какие парадигмы и стили программирования поддерживает Python ?
Какие парадигмы и стили программирования поддерживает Python?
Какие парадигмы и стили программирования Python поддерживает?
Какие парадигмы и стили программирования Python поддерживает?
Какие парадигмы Python не поддерживает?
Какие кодировки исходного текста программы поддерживает интерпретатор Python?
Какие характеристики можно отнести к языку программирования Python?
Какие характеристики можно отнести к языку программирования Python?
Какие характеристики можно отнести к языку программирования Python?
Какие характеристики можно отнести к языку программирования Python?
Python Стили программирования — выбираю подходящие.
Пламенный привет посетителям этой страницы, пришедшим из социальных сетей! С апреля 2021-го года наблюдаю удивительное явление: обильный поток посетителей из 4-х социальных сетей. В связи с этим настоятельно рекомендую всем неоднократно и регулярно посещать сайт rtbsm.ru — там в общих чертах изложена Российская Теннисная Балльная Система Марии (Шараповой).
Python Стили программирования — мне известны три основных стиля программирования: Процедурный, Объектно-ориентированный, Функциональный и Структурный.
Процедурный Стиль программирования — это программирование, основанное на использовании процедур:
Процедурное программирование — программирование на императивном языке, при котором последовательно выполняемые операторы можно собрать в подпрограммы, то есть более крупные целостные единицы кода, с помощью механизмов самого языка.
Процедурное программирование является отражением архитектуры традиционных ЭВМ, которая была предложена Фон Нейманом в 1940-х годах.
Теоретической моделью процедурного программирования служит абстрактная вычислительная система под названием машина Тьюринга.
Основные сведения
Выполнение программы сводится к последовательному выполнению операторов с целью преобразования исходного состояния памяти, то есть значений исходных данных, в заключительное, то есть в результаты.
Таким образом, с точки зрения программиста имеются программа и память, причём первая последовательно обновляет содержимое последней.
Процедурный язык программирования предоставляет возможность программисту определять каждый шаг в процессе решения задачи. Особенность таких языков программирования состоит в том, что задачи разбиваются на шаги и решаются шаг за шагом.
Используя процедурный язык, программист определяет языковые конструкции для выполнения последовательности алгоритмических шагов.
Привожу разъяснение особенностей императивных языков программирования:
- в исходном коде программы записываются инструкции (команды);
- инструкции должны выполняться последовательно;
- при выполнении инструкции данные, полученные при выполнении предыдущих инструкций, могут читаться из памяти;
- данные, полученные при выполнении инструкции, могут записываться в память.
- использование именованных переменных;
- использование оператора присваивания;
- использование составных выражений;
- использование подпрограмм;
- и др.
Объектно-ориентированный Стиль программирования — это стиль, который удовлетворяет трём изложенным ниже требованиям:
- Необходимо обратить внимание на следующие важные части этого определения:
- 1) объектно-ориентированное программирование использует в качестве основных логических конструктивных элементов объекты, а не алгоритмы;
- 2) каждый объект является экземпляром определенного класса;
- 3) классы образуют иерархии.
Основные понятия
Абстракция данных
Абстрагирование означает выделение значимой информации и исключение из рассмотрения незначимой. В ООП рассматривают лишь абстракцию данных (нередко называя её просто «абстракцией»), подразумевая набор значимых характеристик объекта, доступный остальной программе.
Инкапсуляция
Инкапсуляция — свойство системы, позволяющее объединить данные и методы, работающие с ними, в классе. Одни языки (например, С++, Java или Ruby) отождествляют инкапсуляцию с сокрытием, но другие (Smalltalk, Eiffel, OCaml) различают эти понятия.
Наследование
Наследование — свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью. Класс, от которого производится наследование, называется базовым, родительским или суперклассом. Новый класс — потомком, наследником, дочерним или производным классом.
Полиморфизм подтипов
Полиморфизм подтипов (в ООП называемый просто «полиморфизмом») — свойство системы, позволяющее использовать объекты с одинаковым интерфейсом без информации о типе и внутренней структуре объекта. Другой вид полиморфизма — параметрический — в ООП называют обобщённым программированием.
Класс
Класс — универсальный, комплексный тип данных, состоящий из тематически единого набора «полей» (переменных более элементарных типов) и «методов» (функций для работы с этими полями), то есть он является моделью информационной сущности с внутренним и внешним интерфейсами для оперирования своим содержимым (значениями полей).
В частности, в классах широко используются специальные блоки из одного или чаще двух спаренных методов, отвечающих за элементарные операции с определенным полем (интерфейс присваивания и считывания значения), которые имитируют непосредственный доступ к полю.
Эти блоки называются «свойствами» и почти совпадают по конкретному имени со своим полем (например, имя поля может начинаться со строчной, а имя свойства – с заглавной буквы).
Другим проявлением интерфейсной природы класса является то, что при копировании соответствующей переменной через присваивание, копируется только интерфейс, но не сами данные, то есть класс – ссылочный тип данных.
Переменная-объект, относящаяся к заданному классом типу, называется экземпляром этого класса.
При этом в некоторых исполняющих системах класс также может представляться некоторым объектом при выполнении программы посредством динамической идентификации типа данных.
Обычно классы разрабатывают таким образом, чтобы обеспечить отвечающие природе объекта и решаемой задаче целостность данных объекта, а также удобный и простой интерфейс.
В свою очередь, целостность предметной области объектов и их интерфейсов, а также удобство их проектирования, обеспечивается наследованием.
Объект
Сущность в адресном пространстве вычислительной системы, появляющаяся при создании экземпляра класса (например, после запуска результатов компиляции и связывания исходного кода на выполнение).
Функциональный Стиль программирования подробно описан в таком тексте:
Что такое функциональное программирование?
- Функции — объекты первого класса. Т. е. всё, что можно делать с «данными», можно делать и с функциями (вроде передачи функции другой функции в качестве параметра).
- Использование рекурсии в качестве основной структуры контроля потока управления. В некоторых языках не существует иной конструкции цикла, кроме рекурсии.
- Акцент на обработке списков (lists, отсюда название Lisp — LISt Processing). Списки с рекурсивным обходом подсписков часто используются в качестве замены циклов.
- «Чистые» функциональные языки избегают побочных эффектов. Это исключает почти повсеместно распространенный в императивных языках подход, при котором одной и той же переменной последовательно присваиваются различные значения для отслеживания состояния программы.
- FP не одобряет или совершенно запрещает утверждения (statements), используя вместо этого вычисление выражений (т. е. функций с аргументами). В предельном случае одна программа есть одно выражение (плюс дополнительные определения).
- FP акцентируется на том, что должно быть вычислено, а не как.
- Большая часть FP использует функции «высокого порядка» (функции, оперирующие функциями, оперирующими функциями).
Структурный стиль программирования:
Структурное программирование — методология разработки программного обеспечения, в основе которой лежит представление программы в виде иерархической структуры блоков. Предложена в 1970-х годах Э. Дейкстрой и др.
В соответствии с данной методологией любая программа строится без использования оператора goto из трёх базовых управляющих структур: последовательность, ветвление, цикл; кроме того, используются подпрограммы. При этом разработка программы ведётся пошагово, методом «сверху вниз».
Методология структурного программирования появилась как следствие возрастания сложности решаемых на компьютерах задач, и соответственно, усложнения программного обеспечения.
В 1970-е годы объёмы и сложность программ достигли такого уровня, что традиционная (неструктурированная) разработка программ перестала удовлетворять потребностям практики.
Программы становились слишком сложными, чтобы их можно было нормально сопровождать. Поэтому потребовалась систематизация процесса разработки и структуры программ.
Методология структурной разработки программного обеспечения была признана «самой сильной формализацией 70-х годов».
По мнению Бертрана Мейера, «Революция во взглядах на программирование, начатая Дейкстрой, привела к движению, известному как структурное программирование, которое предложило систематический, рациональный подход к конструированию программ.
Структурное программирование стало основой всего, что сделано в методологии программирования, включая и объектное программирование».
Подробная информация про Структурное программирование содержится на странице Python Структурное программирование.
Python Стили программирования — это и Процедурный, и Объектно-ориентированный, и Функциональный, и Структурный стили программирования, ибо Python допускает использование всех четырёх стилей программирования.
Привожу информацию, наглядно показывающую разницу между императивным и функциональным стилями программирования:
- Рефал (для этой категории, представленной единственным языком, нет общепринятого названия);
- Аппликативные (Лисп, ML, Tcl, Rebol);
- Комбинаторные (APL/J/K, FP/FL);
- Бесточечные (чистые конкатенативные) (Joy, Cat, Factor, подмножество PostScript).
Чтобы ещё больше запудрить Вам мозги, привожу информацию об Основных моделях программирования, а также о Подходах и приёмах:
Основные модели программирования
- Императивное программирование
- Декларативное программирование
- Структурное программирование
- Функциональное программирование
- Логическое программирование
- Объектно-ориентированное программирование
- Программирование, основанное на классах
- Программирование, основанное на прототипах
- Субъектно-ориентированное программирование
Подходы и приёмы
- Структурное программирование
- Процедурное программирование
- Аппликативное программирование
- Обобщённое программирование
- Доказательное программирование
- Порождающее программирование
- Аспектно-ориентированное программирование
- Агентно-ориентированное программирование
- Рекурсия
- Автоматное программирование
- Событийно-ориентированное программирование
- Компонентно-ориентированное программирование
- Грамотное программирование
Чтобы разобраться во всех особенностях современных методов, подходов и приёмов программирования, нужно годами заниматься программированием профессионально и сильно перестроить своё мышление.
У меня нет сил и времени на это, да и мозги перестраивать нет желания, поэтому буду заниматься Процедурным и Структурным программированием. ООП не потяну и принципиально не хочу его осваивать.
Приглашаю всех высказываться в Комментариях. Критику и обмен опытом одобряю и приветствую. В хороших комментариях сохраняю ссылку на сайт автора!
И не забывайте, пожалуйста, нажимать на кнопки социальных сетей, которые расположены под текстом каждой страницы сайта.
Продолжение тут…Какие парадигмы и стили программирования поддерживает python
Python уже давно пользуется популярностью среди разработчиков, но для этого почтенного языка программирования, похоже, наступил момент. После многих лет игры в качестве второй скрипки Java, некоторые источники оценивают Python как самый популярный язык программирования в мире.
Фактически, Python в некоторых рейтингах даже превосходит C, C ++ и Java! И этому есть несколько причин: во-первых, поскольку современные микроконтроллеры продолжают набирать силу, у них есть возможность разместить интерпретатор Python, что позволяет включить Python в список встроенных языков, расширяя его охват. Во-вторых, Python может воспользоваться снижением использования R, что еще больше укрепит доминирующее положение Python в обработке статистики и приложениях с большими данными.
Гибкость Python FTW
Среди основных причин популярности Python — его относительная простота и невероятная гибкость. Немногие языки программирования могут сравниться со способностью Python соответствовать вашему конкретному стилю кодирования, вместо того, чтобы заставлять вас кодировать определенным образом.
Хотя Python требует, чтобы вы придерживались определенных соглашений, таких как использование пробелов (см. руководство по стилю Pep-8), чтобы его было легко читать и понимать, он по-прежнему сохраняет гибкость, позволяя разработчикам кодировать таким образом, который кажется естественным им. Такой уровень комфорта может значительно повысить эффективность разработчика и снизить вероятность ошибок.
Эта гибкость имеет еще одно ключевое преимущество: вместо того, чтобы принудительно использовать определенный стиль кодирования, он позволяет более продвинутым разработчикам использовать стиль, который, по их мнению, лучше всего подходит для решения конкретной проблемы.
Существует четыре основных стиля программирования Python: императивный, функциональный, объектно-ориентированный и процедурный. (Некоторые люди сочетают императивные и функциональные стили кодирования, в то время как другие рассматривают их как полностью отдельные стили). Вы можете согласиться или не согласиться с тем, что все четыре формы действительны или даже полезны, но тем не менее Python делает их все доступными. Давайте посмотрим на плюсы и минусы каждого подхода, а также на несколько примеров.
Краткий обзор четырех стилей кодирования Python
Функциональный: каждый оператор обрабатывается как математическое уравнение, и любые формы состояния или изменяемых данных избегаются. Основное преимущество этого подхода заключается в том, что он хорошо подходит для параллельной обработки, потому что нет состояния, которое нужно учитывать. Многие разработчики предпочитают этот стиль кодирования для рекурсии и лямбда-исчисления (Обратите внимание, что реализация функционального программирования в Python отличается от стандарта. Если вам нужна реализация чисто функционального программирования, Haskell может быть лучшим выбором).
Императив: вычисление выполняется как прямое изменение состояния программы. Этот стиль особенно полезен при манипулировании структурами данных и создает элегантный, но простой код. Python полностью реализует эту парадигму.
Объектно-ориентированный: полагается на поля данных, которые рассматриваются как объекты и управляются только с помощью предписанных методов. Python не полностью поддерживает эту парадигму, потому что он не может реализовать такие функции, как скрытие данных (инкапсуляция), что, по мнению многих, является основным требованием парадигмы объектно-ориентированного программирования. Этот стиль кодирования также способствует повторному использованию кода.
Процедурный: задачи рассматриваются как пошаговые итерации, когда общие задачи помещаются в функции, которые вызываются по мере необходимости. Этот стиль кодирования поддерживает итерацию, последовательность, выбор и модуляризацию. Python преуспевает в реализации этой конкретной парадигмы.
Четыре стиля, один пример
Обычно вы выбираете определенный стиль кодирования для удовлетворения конкретной потребности, но использование общей проблемы в качестве примера упрощает сравнение различных стилей. Наш пример предназначен для вычисления суммы следующего списка:
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
1. Использование функционального стиля кодирования
Функциональный стиль кодирования рассматривает все как математическое уравнение. Двумя наиболее распространенными способами вычисления суммы my_list было бы использование локальной функции или лямбда-выражения. Вот как это сделать с помощью локальной функции в Python 3.6:
import functools
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
def add_it(x, y):
return (x + y)
sum = functools.reduce(add_it, my_list)
print(sum)Пакет functools предоставляет доступ к функциям высшего порядка для управления данными. Однако вы не всегда используете его для функционального программирования на Python. Вот простой пример использования my_list с лямбда-функцией:
square = lambda x: x**2
double = lambda x: x + xprint(list(map(square, my_list)))
print(list(map(double, my_list)))Как видите, лямбда-выражение проще (или, по крайней мере, короче), чем аналогичный процедурный подход. Вот версия лямбда-функции вызова functools.reduce ():
import functools
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
sum = functools.reduce(lambda x, y: x + y, my_list)
print(sum)2. Использование императивного стиля кодирования
В императивном программировании вы сосредотачиваетесь на том, как работает программа. Программы изменяют информацию о состоянии по мере необходимости для достижения цели. Вот пример использования my_list:
sum = 0
for x in my_list:
sum += x
print(sum)В отличие от предыдущих примеров, значение суммы изменяется с каждой итерацией цикла. В результате у суммы есть состояние. Когда переменная имеет состояние, что-то должно поддерживать это состояние, что означает, что переменная привязана к определенному процессору. Императивное кодирование работает в простых приложениях, но код выполняется слишком медленно для получения оптимальных результатов в сложных приложениях для обработки данных.
3. Использование объектно-ориентированного стиля кодирования.
Объектно-ориентированное кодирование — это повышение способности приложения повторно использовать код и облегчение его понимания. Инкапсуляция позволяет разработчикам рассматривать код как черный ящик. Использование объектно-ориентированных функций, таких как наследование, упрощает расширение функциональности существующего кода. Вот пример my_list в объектно-ориентированной форме:
class ChangeList(object):
def __init__(self, any_list):
self.any_list = any_list
def do_add(self):
self.sum = sum(self.any_list)
create_sum = ChangeList(my_list)
create_sum.do_add()
print(create_sum.sum)В этом случае create_sum является экземпляром ChangeList. Внутреннее устройство ChangeList не имеет значения для человека, который его использует. Все, что действительно имеет значение, это то, что вы можете создать экземпляр, используя список, а затем вызвать метод do_add () для вывода суммы элементов списка. Поскольку внутренняя работа скрыта, приложение в целом легче понять.
4. Использование процедурного стиля кодирования
Процедурный стиль основан на вызовах процедур для создания модульного кода. Такой подход упрощает код вашего приложения, разбивая его на небольшие части, которые разработчик может легко просмотреть. Несмотря на то, что процедурное кодирование — более старая форма разработки приложений, это все еще жизнеспособный подход для задач, которые поддаются пошаговому выполнению. Вот пример процедурного стиля кодирования с использованием my_list:
def do_add(any_list):
sum = 0
for x in any_list:
sum += x
return sum
print(do_add(my_list))В этом случае использование функции do_add () упрощает общий код. Выполнение по-прежнему систематическое, но код легче понять, потому что он разбит на фрагменты. Однако этот код страдает теми же проблемами, что и императивная парадигма, в том смысле, что использование параметров выполнения ограничивает состояние, что означает, что этот подход может неэффективно использовать оборудование при решении сложных проблем.
Выбор стиля кодирования
Разработчики различаются стилями кодирования — у каждого свое мнение о том, какой стиль лучше.
В Python замечательно то, что он позволяет выбрать парадигму программирования, которая лучше всего подходит для вас в данной ситуации. Можно даже смешивать и сопоставлять парадигмы, если вы не забываете ограничивать пакеты входными и выходными данными (сохраняя модульный код). Нет правил, запрещающих комбинировать стили по мере необходимости. Python не останавливается на середине интерпретации вашего приложения и не отображает ошибку, когда вы смешиваете стили.
Если вы не уверены, какой стиль кодирования лучше всего подойдет для данной задачи, попробуйте несколько стилей, чтобы определить, какой из них поможет вам решить проблему быстрее всего и с наименее запутанным кодом. Опять же, вы можете обнаружить, что один стиль на самом деле не решает проблему, и вы захотите включить несколько стилей в одно приложение.
Наконец, когда вы найдете эффективное решение проблемы, обязательно четко задокументируйте его, чтобы вы — или другой программист — могли поработать над ним позже, не изобретая велосипед. Это особенно важно при смешивании стилей программирования, потому что повышение гибкости иногда может снизить ясность.
Если все сделано правильно, решенная сегодня проблема может стать завтра шаблоном, который экономит время с точки зрения выбора правильного стиля программирования Python.Язык программирования Python
Python — это высокоуровневый язык программирования общего назначения, который используется в том числе и для разработки веб‑приложений. Язык ориентирован на повышение производительности разработчика и читаемости кода.
Правильное русское произношение названия языка программирования — Пайтон, но чаще используется искажённое — Питон.
Python поддерживает несколько парадигм программирования: структурное, объектно‑ориентированное, функциональное, императивное и аспектно‑ориентированное. В языке присутствет динамическая типизация, автоматическое управление памятью, полная интроспекция, механизм обработки исключений, поддержка многопоточных вычислений и удобные высокоуровневые структуры данных. Программный код на Python организовывается в функции и классы, которые могут объединяться в модули, а они в свою очередь могут быть объединены в пакеты. Python обычно используется как интерпретируемый, но может быть скомпилирован в байт‑код Java и в MSIL (в рамках платфоры .NET).
Разработчики языка Python придерживаются определённой философии программирования, называемой «The Zen of Python» («Дзен Питона» или «Дзен Пайтона»):
- Красивое лучше, чем уродливое.
- Явное лучше, чем неявное.
- Простое лучше, чем сложное.
- Сложное лучше, чем запутанное.
- Плоское лучше, чем вложенное.
- Разреженное лучше, чем плотное.
- Читаемость имеет значение.
- Особые случаи не настолько особые, чтобы нарушать правила.
- При этом практичность важнее безупречности.
- Ошибки никогда не должны замалчиваться.
- Если не замалчиваются явно.
- Встретив двусмысленность, отбрось искушение угадать.
- Должен существовать один — и, желательно, только один — очевидный способ сделать это.
- Хотя он поначалу может быть и не очевиден, если вы не голландец.
- Сейчас лучше, чем никогда.
- Хотя никогда зачастую лучше, чем прямо сейчас.
- Если реализацию сложно объяснить — идея плоха.
- Если реализацию легко объяснить — идея, возможно, хороша.
- Пространства имён — отличная штука! Будем делать их побольше!
По производительности интерпретируемый Python похож на все остальные подобные языки, но возможность компиляции в байт‑код позволяет добиться большей производительности.
По сравнению с Ruby и некоторыми другими языками, в Python отсутствует возможность модифицировать встроенные классы, такие, как int, str, float, list и другие.
В Python присутствует глобальная блокировка интерпретатора (GIL) — при своей работе основной интерпретатор постоянно использует большое количество потоко‑небезопасных данных. В основном это словари, в которых хранятся атрибуты объектов, и обращения к внешнему коду, поэтому, во избежание разрушения этих данных при совместной модификации из разных потоков, перед началом исполнения нескольких инструкций (обычно ста) поток интерпретатора захватывает GIL, а по окончании освобождает.
Существует несколько реализаций языка — CPython (основная), Jython, PyS60, IronPython, Stackless, Python for .NET, PyPy, python-safethread, Unladen Swallow, tinypy.
Разработка на Python
Python — очень универсальный язык.
Он подходит и для веб‑разработки, но с прикладной точки зрения обычно это не лучший выбор.
- Ruby в веб‑разработке обычно эффективнее и экономически выгоднее (с идентичным качеством результата).
- Компилируемые языки (Go / Elixir / Java) — значительно эффективнее по производительности.
- Разработка проекта на PHP будет заметно дешевле.
Но в сферах анализа данных и машинного обучения Python сейчас несомненно вне конкуренции.