Hauptunterschied – Funktionale Programmierung vs. Imperative Programmierung
Der Hauptunterschied zwischen funktionaler Programmierung und imperativer Programmierung besteht darin, dass die funktionale Programmierung die Berechnungen als mathematische Funktionen betrachtet und eine Zustandsänderung und veränderliche Daten vermeidet, während die imperative Programmierung die Anweisungen verwendet, die den Programmzustand ändern.
Ein Programmierparadigma bietet einen Stil zum Aufbau der Struktur und der Elemente eines Computerprogramms. Die Programmierparadigmen helfen, Programmiersprachen anhand ihrer Eigenschaften zu klassifizieren. Eine Programmiersprache kann mehr Paradigmen beeinflussen. Im objektorientierten Paradigma ist das Programm unter Verwendung von Objekten strukturiert, und die Objekte leiten Nachrichten unter Verwendung von Methoden weiter. Die Logikprogrammierung kann Berechnungen ausschließlich in Begriffen mathematischer Logik ausdrücken. Zwei weitere Programmierparadigmen sind funktionale Programmierung und imperative Programmierung. Die funktionale Programmierung ermöglicht es, Berechnungen als Auswertung mathematischer Funktionen auszudrücken. Die imperative Programmierung stellt Anweisungen bereit, die den Zustand des Speichers explizit ändern. Dieser Artikel beschreibt den Unterschied zwischen funktionaler Programmierung und imperativer Programmierung.
Was ist funktionale Programmierung?
Funktionale Programmierung basiert auf Mathematik. Das Schlüsselprinzip der funktionalen Programmierung besteht darin, dass die gesamte Berechnung als Kombination separater mathematischer Funktionen betrachtet wird. Eine mathematische Funktion bildet Eingänge auf Ausgänge ab. Angenommen, es gibt eine Funktion namens f(x)=xx. Der x-Wert 1 wird auf Ausgang 1 abgebildet. Der x-Wert 2 wird auf Ausgang 4 abgebildet. Der x-Wert 3 wird auf Ausgang 9 gemappt und so weiter.
Abbildung 01: Beispiel einer funktionalen Programmiersprache – Haskell
Bei der funktionalen Programmierung werden die Muster berücksichtigt. Die funktionale Programmiersprache Haskell verwendet die folgende Methode, um die Summe der Zahlen zu finden.
Die Summenfunktion hat ganzzahlige Werte, und das Ergebnis ist auch eine ganze Zahl. Es kann als Summe geschrieben werden: [int] -> int. Die Summierung kann nach den folgenden Mustern erfolgen.
sum[n]=n, die Summe einer Zahl ist die Zahl selbst.
Wenn es eine Liste von Zahlen gibt, kann sie wie folgt geschrieben werden. Das n steht für die erste Zahl und ns für die anderen Zahlen
sum (n, ns)=n + Summe ns.
Die obigen Muster können angewendet werden, um die Summe von drei Zahlen zu finden, die 3, 4, 5 sind.
3 + Summe [4, 5]
3 + (4 + Summe [5])
3+ 4 + 5=12
Eine Funktion oder ein Ausdruck hat Seiteneffekte, wenn sie einen Zustand außerhalb ihres Gültigkeitsbereichs modifiziert oder neben dem Rückgabewert eine beobachtbare Interaktion mit ihren aufrufenden Funktionen hat. Funktionale Programmierung minimiert diese Nebeneffekte. Die Zustandsänderungen hängen nicht von den Funktionseingängen ab. Es ist nützlich, um das Verh alten des Programms zu verstehen. Ein Nachteil der funktionalen Programmierung ist, dass das Erlernen der funktionalen Programmierung im Vergleich zur imperativen Programmierung schwieriger ist.
Was ist imperative Programmierung?
Imperative Programmierung ist ein Programmierparadigma, das Anweisungen verwendet, die den Zustand eines Programms ändern. Es konzentriert sich auf die Beschreibung, wie ein Programm funktioniert. Programmiersprachen wie Java, C und C sind zwingende Programmiersprachen. Es bietet eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, was zu tun ist. Imperative Programmiersprachen enth alten Strukturen wie if, else, while, for-Schleifen, Klassen, Objekte und Funktionen.
Abbildung 02: Beispiel einer imperativen Programmiersprache – Java
Die Summierung von zehn Zahlen findet man in Java wie folgt. Bei jeder Iteration wird der i-Wert zur Summe addiert und der Summenvariablen zugewiesen. Bei jeder Iteration addiert sich der Summenwert weiter zur zuvor berechneten Summe.
int sum=0;
for (int i=0; i<=10; i++) {
summe=summe + i;
}
Imperative Programmierung ist leicht zu erlernen, zu verstehen und zu debuggen. Durch die Verwendung von Statusvariablen ist es einfach, den Programmstatus zu finden. Einige Nachteile sind, dass es den Code langwierig machen und auch die Skalierbarkeit minimieren kann.
Was ist die Ähnlichkeit zwischen funktionaler Programmierung und imperativer Programmierung?
Sowohl Funktionale Programmierung als auch Imperative Programmierung sind Programmierparadigmen
Was ist der Unterschied zwischen funktionaler Programmierung und imperativer Programmierung?
Funktionale vs. imperative Programmierung |
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| Funktionale Programmierung ist ein Programmierparadigma, das Berechnungen als Auswertung mathematischer Funktionen betrachtet und Zustandsänderungen und veränderliche Daten vermeidet. | Imperative Programmierung ist ein Programmierparadigma, das Anweisungen verwendet, die den Zustand eines Programms ändern. |
| Strukturen | |
| Funktionale Programmierung enthält Funktionsaufrufe und Funktionen höherer Ordnung. | Imperative Programmierung enthält if, else, while, for-Schleifen, Funktionen, Klassen und Objekte. |
| Programmiersprachen | |
| Scala, Haskell und Lisp sind funktionale Programmiersprachen. | C, C++, Java sind zwingende Programmiersprachen. |
| Fokus | |
| Funktionale Programmierung konzentriert sich auf das Endergebnis. | Imperative Programmierung konzentriert sich auf die Beschreibung, wie ein Programm funktioniert. |
| Einfachheit | |
| Funktionale Programmierung ist schwierig. | Imperative Programmierung ist einfacher. |
Zusammenfassung – Funktionale Programmierung vs. imperative Programmierung
Ein Programmierparadigma bietet einen Stil zum Aufbau der Struktur und der Elemente eines Computerprogramms. Funktionale Programmierung und Imperative Programmierung sind zwei davon. Der Unterschied zwischen funktionaler Programmierung und imperativer Programmierung besteht darin, dass die funktionale Programmierung die Berechnungen als mathematische Funktionen betrachtet und eine Zustandsänderung und veränderliche Daten vermeidet, während die imperative Programmierung die Anweisungen verwendet, die den Programmzustand ändern.
