Programmierparadigmen im Vergleich: Imperativ, Logisch, Funktional & OO

Grundlagen der Programmierparadigmen

Identifizieren Sie die Säulen (Hauptmerkmale) der Paradigmen: imperativ, logisch, funktional und objektorientiert.

Imperative Programmierung

• Zustandsmanagement: Verwaltung von Variablen und deren Werten.
• Programmstruktur: Ein Programm ist eine Folge von Zuweisungen.
• Berechnungsmodell: Eine Berechnung ist eine Folge von Zustandsänderungen.
• Grundtypen von Anweisungen: Zuweisungen, Schleifen, bedingte Verzweigungen und unbedingte Sprünge.

Logische Programmierung

Basiert auf einer Menge von Werten, der Definition von Beziehungen und logischen Schlüssen.

• Programm: Eine Definition von Beziehungen.
• Berechnung: Ein Test (Folge von logischen Schlussfolgerungen).
• Komponenten: Fakten, Regeln, Variablen und Abfragen.

Funktionale Programmierung

• Grundlagen: Menge von Werten, Funktionen und Operationen durch Funktionsanwendung und -komposition.
• Higher-Order Functions: Funktionen können andere Funktionen als Argumente entgegennehmen und als Ergebnisse zurückgeben.
• Programmstruktur: Eine Sammlung von Funktionsdefinitionen.
• Berechnungsmodell: Auswertung eines Ausdrucks mittels normaler Reduktionsordnung, Lazy Evaluation, statischer Typinferenz und Polymorphismus.

Objektorientierte Programmierung (OOP)

Die zentralen Konzepte sind: Identifizierung, Klassifizierung, Vererbung, Kapselung und Polymorphie.

Wichtige Konzepte der Softwareentwicklung

Starke Typisierung

• Fehlererkennung zur Laufzeit.
• Der Programmierer ist nicht verpflichtet, den Typ von Ausdrücken explizit zu deklarieren.
• Ein Algorithmus leitet den Typ von Ausdrücken ab.
• Bei expliziter Deklaration überprüft der Interpreter die Korrektheit.

Vereinheitlichung: Bindung von Variablen.

Sequentielle imperative Programmierung: Nur sequentielle Anweisungen können auf Basis der von-Neumann-Architektur ausgeführt werden.

Klasse: Definiert die Eigenschaften und das Verhalten eines bestimmten Objekttyps.

Objekt: Eine Instanz einer Klasse.

Akteur: Die interaktiven Funktionen, die eine Person oder ein Systembenutzer mit unserem System ausführt.

API (z. B. Swing, AWT, io, lang): Eine große Auswahl an einsatzbereiten Softwarekomponenten, gruppiert in Bibliotheken von Klassen und Schnittstellen-Paketen.

Unterschiede zwischen den Paradigmen

Virtuelle Maschine

Der Compiler analysiert die Syntax des Quellcodes. Wenn kein Fehler vorliegt, wird Bytecode erzeugt, der von der virtuellen Maschine ausgeführt wird.