Poiché Oracle Corporation ha introdotto alcuni costrutti funzionali in Java SE 8, oggigiorno la maggior parte degli intervistatori è interessata a porre domande sulla Programmazione Funzionale. Come sviluppatore Java/Groovy/Scala o qualsiasi sviluppatore di Programmazione Funzionale, dovremmo imparare le seguenti domande e risposte per superare i colloqui:
- Cosa è la Programmazione Funzionale?
- Quali sono i “Pro e Contro” della Programmazione Funzionale?
- Quali sono le differenze tra la Programmazione Funzionale e la Programmazione Imperativa?
- Quali sono le differenze tra la Programmazione Funzionale e la Programmazione Orientata agli Oggetti?
- Quali sono le differenze tra la Programmazione Funzionale, la Programmazione Imperativa (IP) e la Programmazione Orientata agli Oggetti?
- Quali sono i principali vantaggi della Programmazione Funzionale rispetto alla Programmazione Imperativa o alla Programmazione Orientata agli Oggetti?
- Quando utilizzare la Programmazione Funzionale?
- Quando utilizzare la Programmazione Orientata agli Oggetti?
- Quali sono gli svantaggi della POO?
- Quali sono gli svantaggi dell’ereditarietà nella POO?
… E Altro Ancora
In questo post, discuteremo uno per uno dei seguenti tre paradigmi di programmazione popolari e risponderemo alle domande sopra menzionate:
- Programmazione Funzionale (FP)
- Programmazione Imperativa (IP)
- Programmazione Orientata agli Oggetti (OOP)
Cosa è la Programmazione Funzionale?
In parole semplici, la Programmazione Funzionale (FP) è uno dei paradigmi di programmazione popolari, che esegue computazioni come Funzioni Matematiche senza Cambiare Stato e Mutare Dati. In Programmazione Funzionale, le funzioni sono candidati di prima classe. Scriviamo programmi definendo un insieme di funzioni e dati immutabili. Esempi di Linguaggi FP: Scala, Haskell, Erlang ecc. sono linguaggi FP popolari. Anche Java SE 8 ha alcuni Costrutti Funzionali (Si prega di fare riferimento ai post su Java 8 per ulteriori dettagli)
Quali sono le caratteristiche della FP?
I linguaggi di programmazione funzionale come Scala hanno le seguenti caratteristiche.
- 1. Lo stato non esiste.
I programmi FP non contengono stato. Ciò significa che tutti i dati sono dati immutabili e le funzioni non possono cambiare stato.
2. Bassa importanza dell’Ordine di Esecuzione
Nei linguaggi FP, scriviamo programmi con un insieme di funzioni indipendenti. Le funzioni contengono un insieme di istruzioni. In FP, l’ordine di esecuzione di queste funzioni non ha molta importanza perché non hanno stato e tutte le funzioni funzionano in modo indipendente. Anche se cambiamo l’ordine di esecuzione, producono comunque gli stessi risultati.
3. Modello di Programmazione Senza Stato
Tutti i programmi FP utilizzano dati immutabili e funzioni che non possono modificare tali dati. Ciò significa che i linguaggi FP supportano il Modello di Programmazione Senza Stato.
4. Le Funzioni sono cittadini di prima classe
Nei linguaggi FP, le funzioni sono oggetti di prima classe. Le funzioni sono unità indipendenti, possiamo eseguirle in qualsiasi ordine.
5. Unità di Manipolazione Primaria
Nei linguaggi FP, le unità di manipolazione primaria sono funzioni e strutture dati perché tutti i programmi sono composti utilizzando queste unità.
6. Programmazione Modulare
Nei linguaggi FP, è necessario scrivere unità più piccole e indipendenti, chiamate funzioni pure, per supportare il modello di programmazione senza stato. Ciò significa che FP supporta una migliore modularità rispetto all’OOP.
7. Funzioni di Ordine Superiore e Valutazione Pigra
I linguaggi di programmazione funzionale dovrebbero supportare funzioni di ordine superiore e funzionalità di valutazione pigra.
8. Controlli di Flusso Primari
I linguaggi FP non utilizzano controlli di flusso come For…Loop, Do…While Loop, While…Loop ecc. e non utilizzano anche istruzioni condizionali come If…Else o Switch Statements. Tutti i linguaggi FP scrivono programmi utilizzando le seguenti cose:
- Funzioni
- Chiamate di funzione
- Chiamate di funzione con Ricorsione
- Astrazione, Incapsulamento, Ereditarietà e Polimorfismo
Come nell’OOP, i Linguaggi di Programmazione Funzionale supportano tutti e 4 i concetti: Astrazione, Incapsulamento, Ereditarietà e Polimorfismo. I Linguaggi di Programmazione Funzionale supportano l’Ereditarietà con Classi di Tipo o Impliciti. Supportano il Polimorfismo con l’aiuto delle Generics. È anche noto come Polimorfismo Parametrico.
Qual è il focus principale della PF?
A differenza dei Linguaggi OOP, tutti i programmi dei Linguaggi di Programmazione Funzionale si concentrano principalmente su “Cosa stai facendo” o “Cosa deve essere fatto”. Si concentrano principalmente sulle seguenti cose:
- Quali informazioni sono desiderate, ovvero gli Input.
- Quali trasformazioni sono richieste, ovvero la Logica Effettiva.
Ciò significa che la PF si concentra principalmente su “Cosa deve essere fatto”. Non si concentra molto su “Come deve essere fatto”. È per questo che possiamo scrivere la Programmazione Funzionale proprio come la descrizione del Dominio del Problema. Ecco perché, non solo gli Sviluppatori, ma anche altre persone possono comprendere facilmente il codice della PF. Ora discuteremo dei “Pro e Contro” (Vantaggi e Svantaggi) della Programmazione Funzionale.
Vantaggi della Programmazione Funzionale?
I linguaggi di programmazione funzionali hanno i seguenti vantaggi o benefici o pro:
- Codice Senza Errori
Poiché i linguaggi FP non supportano lo stato, non generano effetti collaterali, il che significa che possiamo scrivere codice senza errori o codice senza bug o codice meno incline agli errori.- Programmazione Parallela Efficient
Poiché i linguaggi FP non hanno stato mutabile, non generano problemi legati al cambiamento di stato. Questo significa che utilizzano solo dati immutabili. Utilizzano unità indipendenti per scrivere programmi che sono “Funzioni”. Possiamo scrivere programmazioni parallele o concorrenti molto efficienti perché eseguono indipendentemente senza modificare lo stato.- Migliore Prestazioni
Poiché i programmi FP si compongono con tutte le unità indipendenti, possono essere eseguiti in parallelo o concorrentemente. Per questo motivo, le applicazioni FP ottengono prestazioni migliori.- Migliore Incapsulamento
A differenza dell’OOP, FP supporta un migliore incapsulamento con Funzioni Pure. Le funzioni pure significano senza effetti collaterali.- Supporta Funzioni Nidificate
Le funzioni nidificate significano comporre funzioni all’interno di altre funzioni per risolvere problemi. FP supporta funzioni nidificate.- Aumento della Riutilizzabilità
Poiché i programmi FP sono composti da Unità Indipendenti, cioè “Funzioni”, possiamo riutilizzarli molto facilmente.- Migliore Modularità
Nei linguaggi FP, dobbiamo scrivere unità più piccole e indipendenti, chiamate Funzioni Pure, per supportare il modello di programmazione senza stato. Questo significa che FP supporta una migliore modularità rispetto all’OOP.- Facile Valutazione Pigra
Nei linguaggi FP, è molto facile scrivere Valutazioni Pigre. Supportano costrutti funzionali pigri come Liste Pigre, Mappe Pigre, ecc.- Aumento della Leggibilità e Manutenibilità
La Programmazione Funzionale (FP) migliora anche la leggibilità e la manutenibilità perché lavora in modo indipendente e non cambia stato.- Aumento della Testabilità
Poiché scriviamo i nostri programmi FP utilizzando Unità Indipendenti, cioè “Funzioni”, possiamo testarli facilmente.- Supporta l’astrazione sul Comportamento
A differenza dell’OOP, FP supporta sia “Astrazione sui Dati” che “Astrazione sul Comportamento”. Perché il mondo reale contiene entrambi.- Supporto per BigData
Poiché FP supporta la programmazione parallela e migliori prestazioni, FP è molto adatto per lo sviluppo di applicazioni BigData.- Codice Robusto e Affidabile
Poiché FP utilizza dati immutabili, possiamo facilmente sviluppare codice robusto e affidabile utilizzando FP.
Svantaggi della Programmazione Funzionale?
Oltre ai grandi vantaggi, i linguaggi di programmazione funzionale hanno anche pochi o minimi svantaggi trascurabili. Hanno solo i seguenti contro:
- Richiede molta memoria
La PF non ha stato. Crea sempre nuovi oggetti per eseguire azioni invece di modificare oggetti esistenti. A causa di questo, le applicazioni di PF richiedono molta memoria.- Non si concentra sulla Sostituzione di Liskov
Quali sono i principali concetti della Programmazione Funzionale?
I seguenti concetti sono principali e importanti nella programmazione funzionale.
- Funzioni di Prima Classe.
- Valutazione Pigra.
- Funzioni di Ordine Superiore.
- Immutabilità (Dati Non Mutabili).
- Modularità.
- Nessun Effetto Collaterale.
- Valutazione Pigra.
- Chiamate di Funzioni Ricorsive.
Cosa è la programmazione imperativa?
La programmazione imperativa (IP) è uno dei paradigmi di programmazione popolari che esegue una sequenza di passi/istruzioni/dichiarazioni in un certo ordine. Esempi di linguaggi IP: Java, C, C++ ecc.
Caratteristiche principali della programmazione imperativa?
Qualsiasi linguaggio di programmazione imperativo (IP) può contenere le seguenti caratteristiche:
- Sequenza di dichiarazioni.
- L’ordine di esecuzione delle dichiarazioni è molto importante.
- Contengono uno stato.
- Utilizzano dati immutabili e mutabili.
- Possibilità di modificare lo stato.
- Possibile presenza di effetti collaterali.
- Modello di programmazione orientato allo stato.
- Modificano direttamente lo stato del programma.
- Rappresentano lo stato con campi dati.
Cosa è la programmazione orientata agli oggetti?
La Programmazione Orientata agli Oggetti è un altro tipo di paradigma di programmazione. Rappresenta tutto come un oggetto. Ogni oggetto contiene alcuni campi dati e metodi. Tutti i programmi OOP contengono uno stato. Utilizzano dati mutabili e strutture dati. Come nella FP, possiamo scrivere programmi completi utilizzando dati immutabili, ma non è obbligatorio seguire questa regola. La Programmazione Orientata agli Oggetti (OOP) è un sovrainsieme della Programmazione Imperativa. Segue tutte le caratteristiche della PI con alcune funzionalità aggiuntive. Queste funzionalità aggiuntive sono:
- Tutto è un oggetto.
- Ogni oggetto contiene alcuni campi dati e metodi.
- Concetti OOP: Astrazione, Incapsulamento, Ereditarietà e Polimorfismo
A differenza dei linguaggi di programmazione funzionale, i linguaggi OOP sono principalmente focalizzati su “Come deve essere fatto”. Ciò significa che come sviluppatori ci concentriamo su “Come lo stai facendo”. Inoltre, la OOP combina sia “Cosa stai facendo” che “Come lo stai facendo”. Ecco perché non possiamo scrivere codice conciso e più leggibile. Solo gli sviluppatori possono capire il codice, altre persone possono avere più difficoltà a comprendere il codice dell’applicazione, non possono capirlo.
Svantaggi della Programmazione Orientata agli Oggetti (OOP)?
Nonostante la OOP risolva molti problemi in tempo reale, ha comunque i seguenti svantaggi (rispetto alla FP):
- Non supporta la completa riutilizzabilità.
- Non è completamente Modularità.
- Rompe il concetto di Incapsulamento.
- L’ereditarietà ha molti svantaggi.
Svantaggi principali dell’ereditarietà:
- Rompe il principio dell’incapsulamento
- Quando i livelli di ereditarietà aumentano, è molto difficile e complicato mantenere e creare oggetti.
Quando usare la Programmazione Funzionale?
Dovremmo optare per la Programmazione Funzionale (FP) nei seguenti scenari:
- Quando stiamo per eseguire molte operazioni diverse sui dati che sono fissi.
- In altre parole, quando abbiamo poche cose con più operazioni.
Quando usare la Programmazione Orientata agli Oggetti?
Dovremmo optare per la Programmazione Orientata agli Oggetti (OOP) nei seguenti scenari:
- Quando stiamo per eseguire poche operazioni su molti varianti diverse che hanno comportamenti comuni.
- In altre parole, quando abbiamo più cose con poche operazioni.
NOTA:- Qui le Cose sono oggetti del mondo reale e le operazioni sono azioni del mondo reale. Ad esempio, in Java rappresentiamo queste Cose del mondo reale come “Classi” e le Azioni del mondo reale come Metodi (Operazioni).
Differenze tra FP e OOP(IP)?
| Functional Programming | OOP |
|---|---|
| Does not exist State | Exists State |
| Uses Immutable data | Uses Mutable data |
| It follows Declarative Programming Model | It follows Imperative Programming Model |
| Stateless Programming Model | Stateful Programming Model |
| Main Fcous on: “What you are doing” | Main focus on “How you are doing” |
| Good for Parallel (Concurrency) Programming | Poor for Parallel (Concurrency) Programming |
| Good for BigData processing and analysis | NOT Good for BigData processing and analysis |
| Supports pure Encaspulation | It breaks Encaspulation concept |
| Functions with No-Side Effects | Methods with Side Effects |
| Functions are first-class citizens | Objects are first-class citizens |
| Primary Manipulation Unit is “Function” | Primary Manipulation Unit is Objects(Instances of Classes) |
| Flow Controls: Function calls, Function Calls with Recursion | Flow Controls: Loops, Conditional Statements |
| It uses “Recursion” concept to iterate Collection Data. | It uses “Loop” concept to iterate Collection Data. For example:-For-each loop in Java |
| Order of execution is less importance. | Order of execution is must and very important. |
| Supports both “Abstraction over Data” and “Abstraction over Behavior”. | Supports only “Abstraction over Data”. |
| We use FP when we have few Things with more operations. | We use OOP when we have few Operations with more Things. For example: Things are classes and Operations are Methods in Java. |
Questo è tutto riguardo ai tre paradigmi di programmazione popolari. NOTA:- Sono principalmente dell’OOP, ma ho iniziato a lavorare su FP solo un anno fa. Quindi, se gli esperti di Programmazione Funzionale trovano degli errori in questo post, per favore fornitemi i vostri preziosi contributi. Lasciatemi un commento se vi piace il mio post o se avete dubbi o suggerimenti.