Kun olet aivan uusi ohjelmoinnin parissa, ohjelmointiparadigmoilla ei ole suurta merkitystä. Mutta kun nouset portaita ylöspäin ja alat luoda monimutkaisia ohjelmia ja ohjelmistoja, on elintärkeää ymmärtää, mikä ohjelmointiparadigma sopii parhaiten projektiisi. Ennen kuin aloitamme, on tärkeää tietää, mitä paradigma tarkalleen ottaen on. Monien siteerattujen määritelmien mukaan paradigma on ”joukko oletuksia, käsitteitä, arvoja ja käytäntöjä, jotka muodostavat tavan tarkastella todellisuutta niitä jakavalle yhteisölle, erityisesti jollakin älyllisellä tieteenalalla.”
Tämä määritelmä osuu oikeaan, sillä se, mikä erottaa paradigman toisistaan, on yhteisön erilainen tapa tarkastella todellisuutta. Paradigmoilla on merkitystä, koska ne kulkevat usein tietyn ohjelmia kirjoittavan ja niistä ajattelevan kulttuurin mukana. Tässä artikkelissa käsittelemme tärkeimpiä ohjelmointiparadigmoja keskittyen erityisesti proseduraalisen ohjelmoinnin paradigmaan.
Mitä on proseduraalinen ohjelmointi?
Proseduraalinen ohjelmointi saattaa olla ensimmäinen ohjelmointiparadigma, jonka uusi kehittäjä oppii. Periaatteessa proseduraalinen koodi on sellaista, joka ohjeistaa suoraan laitetta suorittamaan tehtävän loppuun loogisin askelin. Tämä paradigma käyttää lineaarista ylhäältä alas -lähestymistapaa ja käsittelee dataa ja proseduureja kahtena eri kokonaisuutena. Proseduraalinen ohjelmointi perustuu proseduurikutsun käsitteeseen, ja proseduraalinen ohjelmointi jakaa ohjelman proseduureihin, joita kutsutaan myös rutiineiksi tai funktioiksi ja jotka yksinkertaisesti sisältävät sarjan suoritettavia vaiheita.
Lyhyesti sanottuna proseduraalisessa ohjelmoinnissa kirjoitetaan luettelo ohjeista, jotka kertovat tietokoneelle, mitä sen pitäisi tehdä askel askeleelta, jotta se saisi suoritettua käsillä olevan tehtävän loppuun.
Proseduraalisen ohjelmoinnin keskeiset piirteet
Proseduraalisen ohjelmoinnin keskeiset piirteet on esitetty seuraavassa:
- Ennalta määritellyt funktiot: Ennalta määritelty funktio on tyypillisesti nimellä yksilöity ohje. Yleensä valmiiksi määritellyt funktiot on rakennettu korkeamman tason ohjelmointikieliin, mutta ne on johdettu kirjastosta tai rekisteristä eikä ohjelmasta. Yksi esimerkki valmiiksi määritellystä funktiosta on ’charAt()’, joka etsii merkkijonosta merkin paikkaa.
- Paikallinen muuttuja: Paikallinen muuttuja on muuttuja, joka ilmoitetaan metodin päärakenteessa ja joka rajoittuu sille annettuun paikalliseen laajuuteen. Paikallista muuttujaa voidaan käyttää vain siinä metodissa, jossa se on määritelty, ja jos sitä käytettäisiin määritellyn metodin ulkopuolella, koodi lakkaa toimimasta.
- Globaali muuttuja: Globaali muuttuja on muuttuja, joka on ilmoitettu kaikkien muiden koodissa määriteltyjen funktioiden ulkopuolella. Tästä johtuen globaalia muuttujaa voidaan käyttää kaikissa funktioissa, toisin kuin paikallista muuttujaa.
- Modulaarisuus: Modulaarisuudesta on kyse silloin, kun kahdella toisistaan poikkeavalla järjestelmällä on kaksi erilaista tehtävää käsillä, mutta ne on ryhmitelty yhteen, jotta suurempi tehtävä saadaan ensin päätökseen. Jokainen järjestelmäryhmä saisi tällöin omat tehtävänsä valmiiksi yksi toisensa jälkeen, kunnes kaikki tehtävät on saatu valmiiksi.
- Parametrien välitys: Parameter Passing on mekanismi, jota käytetään parametrien välittämiseen funktioille, aliohjelmille tai proseduureille. Parametrien välitys voidaan tehdä ’pass by value’, ’pass by reference’, ’pass by result’, ’pass by value-result’ ja ’pass by the name’.
Proseduraalisen ohjelmoinnin edut ja haitat
Proseduraalisella ohjelmoinnilla on omat hyvät ja huonot puolensa, joista osa mainitaan alla.
Hyötyjä
- Proseduraalinen ohjelmointi soveltuu erinomaisesti yleiskäyttöiseen ohjelmointiin
- Koodattu yksinkertaisuus yhdessä kääntäjien ja tulkkien toteuttamisen helppouden kanssa
- Testattuja algoritmeja käsitteleviä kirjoja ja verkkokurssimateriaalia on saatavilla runsaasti, mikä helpottaa oppimista matkan varrella
- Lähdekoodi on siirrettävissä, joten sitä voidaan käyttää myös eri suorittimelle
- Koodia voidaan käyttää uudelleen ohjelman eri osissa ilman, että sitä tarvitsee kopioida
- Proseduraalisen ohjelmointitekniikan avulla, myös muistin tarve pienenee
- Ohjelman kulkua voidaan seurata helposti
Haitat
- Proseduraalista ohjelmointia käytettäessä ohjelmakoodin kirjoittaminen on vaikeampaa
- Proseduraalinen koodi ei usein ole uudelleenkäytettävissä, mikä voi aiheuttaa tarpeen luoda koodi uudestaan, jos sitä tarvitaan käytettäväksi toisessa sovelluksessa
- Vaikea liittää reaalimaailman objekteihin
- Tärkeys annetaan pikemminkin toiminnolle kuin tiedolle, mikä saattaa aiheuttaa ongelmia joissakin datan kannalta arkaluonteisissa tapauksissa
- Data on alttiina koko ohjelmalle, mikä ei tee siitä kovinkaan tietoturvaystävällistä
On olemassa erityyppisiä ohjelmointiparadigmoja, kuten aiemmin mainittiin, jotka eivät ole mitään muuta kuin ohjelmointityyliä. On tärkeää ymmärtää, että paradigma ei sovi tiettyyn kieleen vaan tapaan, jolla ohjelma kirjoitetaan. Alla on vertailu proseduraalisen ohjelmoinnin ja oliokeskeisen ohjelmoinnin välillä.
Mitä on oliokeskeinen ohjelmointi (OOP)
OOP on lähestymistapa ohjelmointiin, joka tunnistaa elämän sellaisena kuin me sen tunnemme kokoelmana objekteja, jotka toimivat yhdessä toistensa kanssa ratkaistakseen tietyn käsillä olevan ongelman. Ensisijainen asia, joka OOP:stä on tiedettävä, on kapselointi eli ajatus siitä, että jokainen ohjelmaa sisältävä objekti on itsekantava, mikä tarkoittaa, että kaikki objektin muodostavat komponentit ovat objektin itsensä sisällä. Koska jokainen moduuli tässä paradigmassa on itsekantava, objekteja voidaan ottaa yhdestä ohjelmasta ja käyttää toisen ongelman ratkaisemiseen pienin muutoksin tai ilman muutoksia.
Hyötyjä
- Modulaarisuuden ja kapseloinnin ansiosta OOP tarjoaa helpon hallinnan
- OOP jäljittelee reaalimaailmaa, mikä tekee siitä helpommin ymmärrettävän
- Koska objektit ovat kokonaisuuksia itsessään, ne ovat uudelleenkäytettävissä muissa ohjelmissa
Haitat
- Objektiorientoituneet ohjelmat ovat yleensä hitaampia ja käyttävät paljon muistia
- Yliyleistäminen
- Tällä paradigmalla rakennettujen ohjelmien luominen voi kestää kauemmin
Proseduraalinen ohjelmointi vs. oliokeskeinen ohjelmointi: Head to Head Comparison
Toisaalta proseduraalinen ohjelmointi, toisin kuin OOP, keskittyy enemmän vaiheisiin, jotka suoritetaan tehtävän suorittamiseksi, kuin objektien väliseen vuorovaikutukseen. Tehtävät jaetaan aliohjelmiin, muuttujiin ja tietorakenteisiin. Näitä proseduureja voidaan kutsua milloin tahansa ohjelman suorituksen aikana.
| Proseduraalinen ohjelmointi | Objektien-Oriented Programming |
| Käyttää muuttumatonta dataa | Käyttää muuttuvaa dataa |
| Pitäytyy deklaratiivisessa ohjelmointimallissa | Pitäytyy imperatiivisessa ohjelmointimallia |
| Lisää tukea rinnakkaisohjelmoinnille | Ei sovellu rinnakkaisohjelmointiin |
| Käskyjen suoritusjärjestys ei ole pääpaino | Käskyjen suoritusjärjestys on erittäin tärkeä |
| Virranohjaus suoritetaan funktiokutsujen avulla | Virranohjaus suoritetaan funktiokutsujen kautta ehdollisilla lausekkeilla ja silmukoilla |
| Käytetään rekursiokäsitettä keräilytietojen iterointiin | Käytetään silmukkakäsitettä keräilytietojen iterointiin |
| Ei ole sellaista sivu-sen funktioiden sivuvaikutuksia | Menetelmällä voi olla tiettyjä sivuvaikutuksia |
| Proseduraalisessa ohjelmoinnissa keskitytään siihen, ’mitä teet’ | Olio-orientoituneessa ohjelmoinnissa keskitytään siihen, ’miten teet sen’ |
Muuten paljon käytetty ohjelmointiparadigma on funktionaalinen ohjelmointi. Funktionaalinen ohjelmointi eroaa huomattavasti sekä proseduraalisesta ohjelmoinnista että oliokeskeisestä ohjelmoinnista, koska siinä käytetään matemaattisia funktioita. Tätä kautta operaatiot suoritetaan vain syötettyjen syötteiden perusteella, eivätkä ne perustu väliaikaisiin tai piilomuuttujiin.
Hyötyjä
- Funktionaalinen ohjelmointi tarjoaa suojatun ympäristön
- Vaikka monet muut kielet vaativat huomattavan määrän tietoa, jotta operaatiot voidaan suorittaa kunnolla, funktio-ohjelmointi eliminoi suuren määrän koodia, jota tarvitaan tilojen määrittelyyn
- Koska tämä paradigma on riippuvainen vain syötetyistä argumenteista, ei ole sivuvaikutuksia
Haitat
- Funktionaalisen ohjelmoinnin käyttämistä pelkästään kaupallisessa ohjelmistokehityksessä ei suositella eikä tehdä
- Se vaatii paljon muistia ja aikaa
- Se voi osoittautua muita paradigmoja tehottomammaksi
Johtopäätökset
Kuten totesimmekin koko artikkelin ajan, Proseduraalinen ohjelmointi on enemmän sitä, mitä teet kuin miten teet sen. Se on standardi lähestymistapa, jota käytetään monissa tietokonekielissä, kuten C:ssä, Pascalissa ja BASICissa. Vaikka täydellistä ohjelmointiparadigmaa ei ole olemassa, on tärkeää ymmärtää, että oikea paradigma riippuu aina käyttämästäsi kielestä ja ohjelmasta, jonka haluat luoda. On suositeltavaa, että parhaan mahdollisen tuloksen ja vahvan portfolion saamiseksi olisi hallittava kaikki kolme tärkeintä ohjelmointiparadigmaa. Paras tapa yrittää oppia ohjelmointiparadigmoja on kokeilla, ja Hackr voi auttaa sinua siinä.
Väki lukee myös:
- Mitä on ohjelmointi?
- Mitä on ohjelmointikielet?
- Parhaat ohjelmointikirjat
- Parhaat ohjelmointihaastattelukysymykset
- Ohjelmointikielet työpaikan saamiseksi
- Mitä on proseduraalinen ohjelmointi?
- Miten opitaan ohjelmoimaan?
- Vapaa koodausbootcamp
- Ohjelmointitermit ja määritelmä
- 10 parasta web-kehitys IDE:tä