2 Paradigmas de linguagens de programação João B. Rocha- Junior. As linguagens evoluem com o passar do tempo

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1 Agenda Paradigmas de Linguagens de ção Principais paradigmas de linguagem de programação imperajvo funcional declaração Departamento de Ciências Exatas Universidade Estadual de Feira de Santana 1 MoJvação Por que é interessante estudar paradigmas de linguagens de programação para que possamos escolher uma linguagem que se adequa melhor a um dado problema para facilitar o aprendizado de novas linguagens para criar uma nova linguagem Conceitos de uma boa linguagem Integridade conceitual (coesão) uma única mente Natural para a aplicação Suporte a abstração Fácil de ler Portabilidade Baixo custo 2 3 Linguagem de Linguagem de programação conjunto de palavras que são combinadas através de regras pré- estabelecidas (sintaxe) As linguagens evoluem com o passar do tempo de linguagem de até as linguagens que temos hoje No início Znhamos apenas linguagens de o programa era uma sequencia de 0's e 1's Linguagem de A (computador) só entende 0's e 1 s Cada sequência de 0's e 1 s (instrução) faz uma tarefa específica um programa é composto por várias instruções Cada família de processadores tem um conjunto de instruções que ele suporta Exemplo: pulando para o endereço

2 Assembly Assembly surgiu com a ideia em mapear cada instrução através de um código (símbolo) Os símbolos eram bem mais fáceis de serem lembrados e lidos Na época, Assembly era uma linguagem de alto nível Exemplo: pulando para o endereço 0x89AB Linguagens de alto nível r em Assembly é muito lento cada instrução de deve ser individualmente codificada As linguagens de programação evoluíram objejvo: foco no problema a ser resolvido e não em problemas da linguagem Algumas linguagens importantes que foram criadas até aqui Basic, Cobol, Pascal, Ada, C, Prolog, C++ e Java 6 7 Tradução Algumas definições Códigos produzidos em linguagens de alto nível devem ser traduzidos para linguagem de A tradução pode ser feita através da compilação ou interpretação Compilação traduz o código inteiro em linguagem de, antes de executar Interpretação traduz o código a medida que é necessário Java é interpretada ou compilada? Expressão construção que é avaliada e retorna um valor, ex: Valor enjdade que pode ser manipulada pelo programa Tipo enjdade que representa um conjunto de valores contém conjunto de operações que podem ser aplicadas a todos os itens do mesmo Jpo Tipagem estájca: mais eficiente e segura (durante a compilação) dinâmica: maior flexibilidade 8 9 As linguagens de programação podem ser categorizadas de acordo com a abordagem que ujlizam para resolver um problema essa abordagem é chamada de paradigma Existem quatro paradigmas principais procedural (ou imperajvo) funcional (ou aplicajvo) declara/vo (ou lógico)

3 Procedural O programa é composto por uma sequencia de passos (rojnas) para executar uma determinada ação uma rojna pode ser um procedimento, método ou função r neste paradigma é similar a criar uma receita comandos precisos ditam o que deve ser feito pela primeiro faça isso; depois faça aquilo; repita até... Conceitos comuns (procedural) Os conceitos comuns ao paradigma procedural também são comuns ao orientado a objetos Conceitos comuns Jpos de dados variáveis constantes sub- programas (procedimentos) passagem por valor/referência Mais sobre o paradigma procedural A maioria dos hardwares são desenvolvidos para executar linguagem de Linguagem de é imperajva O código binário gerado por uma linguagem imperajva tende a ser pequeno porque a tradução é mais simples código de pequeno pode traduzir em maior performance Chamada de funções/métodos Se considerarmos um programa que não chama nenhuma função o código binário () produzido é reduzido Chamar funções (métodos) é caro alocação dinâmica de memória cópia de parâmetros resolver ligação dinâmica além de aumentar o código binário Paradigma procedural O estado é alterado de forma explicita Funcional O programa consiste em construir uma função que computa a resposta podemos entender o paradigma funcional como um mapeamento dos valores de entrada nos valores de saída, através de uma função Uma função recebe valores de entrada (parâmetros) e retorna um valor uma função pode ser um parâmetro para outra

4 Funcional versus imperajva Uma linguagem funcional não tem estrutura de controle (ex: while) não tem declaração explicita de variáveis Lisp função soma, retorna 7: (+ 3 4) outro exemplo: (* 5 (+ 2 5)) Fatorial: (defun fatorial (n) (if (= n 0) 1 (* n (fatorial (- n 1)))) Paradigma funcional O estado não é alterado de forma explicita O programa é uma mapeamento direto entre a entrada e a saída através de uma função DeclaraJva O programa consiste em dizer o que deseja e não como deve ser feito Baseada em conceitos lógicos fatos são ujlizados para deduzir outros fatos O programa consiste basicamente em declarar fatos e fazer perguntas Potencialmente de mais alto nível que procedural, funcional, e orientada a objetos Exemplo estrela(sol). estrela(sirius). estrela(sol)? //retorna yes estrela(jupiter)? //retorna no estrela(x)? //retorna X=sol, X=sirius orbita(jupiter, sol). orbita(mercurio, sol). orbita(venus, sol). orbita(terra, sol). orbita(marte, sol). planeta(b) :- orbita(b,x), estrela(x). planeta(mercurio)? //retorna yes planeta(b)? //retorna B=mercurio,B=venus, Paradigma declarajvo Diferente dos demais, o programa interage com a entrada e saída Orientada a objetos Similar ao paradigma procedural o programa é composto por uma sequencia de passos (rojnas) para executar uma determinada ação Oferece uma serie de recursos que implicam em melhor estruturação do código classes, herança, polimorfismo,... O programa é dividido em vários "mini- programas" (objetos) que se comunicam através da troca de mensagens

5 Paradigma orientado a objetos Comparando os paradigmas ImperaJva mais próximas das linguagem de programas binários pequenos DeclaraJva deixar a implementação por parte da aplicação simples e muito expressiva Funcional programação paralela, ex: map reduce Orientada a objetos újl para programas grandes (ex: aplicações Web) muitas chamadas de métodos Resumindo (1) Resumindo (2) Estudar linguagens de programação para saber as linguagens que se adequam melhor a um dado problema facilitar o aprendizado de novas linguagens criar uma nova linguagem O computador só entende linguagem de Uma boa linguagem permite o programador focar no problema a ser resolvido O paradigma é a forma que uma linguagem ujliza para resolver um problema Principais paradigmas procedural (ou imperajvo) funcional (ou aplicajvo) declarajvo (ou lógico) Cada linguagem tem vantagens e desvantagens Créditos Alguns slides ujlizados nesta apresentação foram baseados nos seguintes slides "Programming Languages". FoundaJons of Computer Science "Programming Languages Design Issues" Algumas figuras e textos foram baseados no seguinte material Augusto Sampaio e Antônio Maranhão, "Conceitos e Paradigmas de ção via Projeto de Interpretadores". Minicursos da Jornada de Atualizações em InformáJca (JAI), Paradigmas de Linguagens de ção joao@ecomp.uefs.br Departamento de Ciências Exatas Universidade Estadual de Feira de Santana 28 5