Другие ответы уже отлично объясняют, что такое декларативное программирование, поэтому я просто приведу несколько примеров того, почему это может быть полезно.

Независимость от контекста

Декларативные программы независимы от контекста. Поскольку они только декларируют конечную цель, а не промежуточные шаги для ее достижения, одну и ту же программу можно использовать в разных контекстах. Это сложно сделать с императивными программами, потому что они часто зависят от контекста (например, скрытого состояния).

Возьмем для примера yacc. Это генератор парсеров, он же. компилятор компилятора, внешний декларативный DSL для описания грамматики языка, так что синтаксический анализатор для этого языка может быть автоматически сгенерирован из описания. Из-за независимости от контекста с такой грамматикой можно делать много разных вещей:

• Создайте синтаксический анализатор C для этой грамматики (исходный вариант использования yacc)
• Создайте синтаксический анализатор C ++ для этой грамматики
• Создайте синтаксический анализатор Java для этой грамматики (используя Jay)
• Создайте синтаксический анализатор C # для этой грамматики (используя GPPG)
• Создайте синтаксический анализатор Ruby для этой грамматики (используя Racc)
• Создайте визуализацию дерева для этой грамматики (используя GraphViz)
• просто сделайте красивую печать, причудливое форматирование и выделение синтаксиса самого исходного файла yacc и включите его в свое справочное руководство в качестве синтаксической спецификации вашего языка

И многое другое

Оптимизация

Поскольку вы не предписываете компьютеру, какие шаги и в каком порядке выполнять, он может гораздо более свободно изменять вашу программу, возможно, даже выполнять некоторые задачи параллельно. Хороший пример - планировщик запросов и оптимизатор запросов для базы данных SQL. Большинство баз данных SQL позволяют отображать запрос, который они фактически выполняют, по сравнению с запросом, который вы просили выполнить. Часто эти запросы ничем не похожи друг на друга. Планировщик запросов принимает во внимание вещи, о которых вы даже не мечтали: задержка вращения диска, например, или тот факт, что какое-то совершенно другое приложение для совершенно другого пользователя только что выполнило аналогичный запрос и таблицу, в которой вы находитесь. присоединение и то, что вы так усердно работали, чтобы избежать загрузки, в любом случае уже находится в памяти.

Здесь есть интересный компромисс: машине приходится усерднее работать, чтобы выяснить как что-то делать, чем на императивном языке, но когда она делает понимает это вне, у него гораздо больше свободы и гораздо больше информации для этапа оптимизации.

Свободно:

Декларативное программирование имеет тенденцию: -

• Наборы деклараций или декларативных операторов, каждое из которых имеет значение (часто в проблемной области) и может пониматься независимо и изолированно.

Императивное программирование имеет тенденцию: -

• Последовательности команд, каждая из которых выполняет какое-либо действие; но которые могут иметь или не иметь значения в проблемной области.

В результате императивный стиль помогает читателю понять механику того, что на самом деле делает система, но может дать мало понимания проблемы, которую она предназначена для решения. С другой стороны, декларативный стиль помогает читателю понять предметную область и подход, применяемый системой к решению проблемы, но он менее информативен с точки зрения механики.

В реальных программах (даже если они написаны на языках, ориентированных на конечные точки спектра, таких как ProLog или C), как правило, оба стиля присутствуют в разной степени в разных точках, чтобы удовлетворить различные сложности и коммуникационные потребности произведения. Один стиль не превосходит другой; они просто служат разным целям, и, как и во многих других вещах в жизни, умеренность является ключевым моментом.

Вот пример.

В CSS (используется для стилизации HTML-страниц), если вы хотите, чтобы элемент изображения был 100 пикселей в высоту и 100 пикселей в ширину, вы просто «объявляете», что хотите, следующим образом:

#myImageId {
height: 100px;
width: 100px;
}

Вы можете рассматривать CSS как декларативный язык «таблиц стилей».

Механизм браузера, который считывает и интерпретирует этот CSS, может сделать изображение таким высоким и таким широким, как ему заблагорассудится. Различные движки браузера (например, движок IE, движок Chrome) будут реализовывать эту задачу по-разному.

Их уникальные реализации, конечно, написаны НЕ на декларативном языке, а на процедурном языке, таком как Assembly, C, C ++, Java, JavaScript или Python. Этот код представляет собой набор шагов, которые необходимо выполнять пошагово (и может включать вызовы функций). Он может делать такие вещи, как интерполяция значений пикселей и рендеринг на экране.

Мне очень жаль, но я не согласен со многими другими ответами. Я хотел бы остановить это запутанное непонимание определения декларативного программирования.

Определение

Ссылочная прозрачность (RT) подвыражений - это только обязательный атрибут выражения декларативного программирования, потому что это единственный атрибут, который не используется в императивном программировании.

Другие упомянутые атрибуты декларативного программирования происходят из этого RT. Пожалуйста, щелкните гиперссылку выше для получения подробного объяснения.

Пример таблицы

В двух ответах упоминалось программирование электронных таблиц. В случаях, когда программирование электронных таблиц (также известных как формулы) не имеет доступа к изменяемому глобальному состоянию, тогда это декларативное программирование. Это связано с тем, что изменяемые значения ячеек являются монолитными входом и выходом main() (всей программы). Новые значения не записываются в ячейки после выполнения каждой формулы, поэтому они не изменяются в течение срока действия декларативной программы (выполнение всех формул в электронной таблице). Таким образом, относительно друг друга формулы рассматривают эти изменяемые ячейки как неизменяемые. Функции RT разрешен доступ к неизменяемому глобальному состоянию (а также к изменяемому локальному состоянию ).

Декларативное программирование - это картина, а императивное программирование - это инструкции по рисованию этой картинки.

Вы пишете в декларативном стиле, если вы «говорите, что это такое», а не описываете шаги, которые компьютер должен предпринять, чтобы добраться туда, куда вы хотите.

Когда вы используете XML для разметки данных, вы используете декларативное программирование, потому что вы говорите: «Это человек, у него день рождения, а там - почтовый адрес».

Некоторые примеры объединения декларативного и императивного программирования для достижения большего эффекта:

• Windows Presentation Foundation использует декларативный синтаксис XML для описания того, как выглядит пользовательский интерфейс, и каковы отношения (привязки) между элементами управления и базовыми структурами данных.

• В структурированных файлах конфигурации используется декларативный синтаксис (такой простой, как пары «ключ = значение») для определения значения строки или значения данных.

• HTML помечает текст тегами, описывающими роль каждого фрагмента текста по отношению ко всему документу.

Декларативное программирование - это программирование с объявлениями, то есть декларативными предложениями. Декларативные предложения обладают рядом свойств, которые отличают их от повелительных предложений. В частности, декларациями являются:

• коммутативный (можно переупорядочивать)
• ассоциативный (можно перегруппировать)
• идемпотент (может повторяться без изменения значения)
• монотонный (объявления не вычитают информацию)

Важным моментом является то, что все это структурные свойства и ортогональны предмету. Декларативность - это не «что против как». Мы можем объявить (представить и ограничить) «как» так же легко, как мы объявляем «что». Декларативное - это структура, а не содержание. Декларативное программирование оказывает значительное влияние на то, как мы абстрагируем и реорганизуем наш код, и как мы модулируем его в подпрограммы, но не столько на модель предметной области.

Часто мы можем перейти от императивного к декларативному, добавив контекст. Например. от «Поверните налево. (... подождите ...) Поверните направо». на «Боб повернет налево на пересечении улиц Foo и Bar в 11:01. Боб повернет направо на пересечении Bar и Baz в 11:06». Обратите внимание, что в последнем случае предложения являются идемпотентными и коммутативными, тогда как в первом случае перестановка или повторение предложений серьезно изменит смысл программы.

Что касается монотонности, объявления могут добавлять ограничения, которые вычитают возможности. Но ограничения по-прежнему добавляют информацию (точнее, ограничения - это информация). Если нам нужны изменяющиеся во времени объявления, это типично моделировать с явной временной семантикой - например, от «мяч плоский» до «мяч плоский в момент времени T». Если у нас есть два противоречащих друг другу объявления, у нас есть противоречивая декларативная система, хотя это можно решить, введя мягкие ограничения (приоритеты, вероятности и т. Д.) Или используя паранепротиворечивую логику.

Описывать компьютеру то, что вы хотите, а не как что-то делать.

представьте себе страницу Excel. С столбцами, заполненными формулами для расчета налоговой декларации.

Вся логика объявлена ​​в ячейках, порядок вычислений определяется формулой, а не процедурой.

Вот что такое декларативное программирование. Вы объявляете пространство проблемы и решение, а не ход программы.

Пролог - единственный декларативный язык, который я использую. Это требует иного мышления, но его полезно изучить, если просто познакомить вас с чем-то отличным от типичного процедурного языка программирования.

Я улучшил свое понимание декларативного программирования с декабря 2011 года, когда я предоставил ответ на этот вопрос. Здесь следует мое текущее понимание.

Полная версия моего понимания (исследования) подробно описана в этой ссылке < / strong>, который вам следует прочитать, чтобы лучше понять содержание, которое я приведу ниже.