תכנות מונחה עצמים לעומת תכנות פונקציונלי. איזה יותר טוב?

כשאתה מתחיל ללמוד ג'אווה כשפת הקידוד הראשונה שלך, תצטרך בהכרח ללמוד מספר דברים בסיסיים על תכנות ופיתוח תוכנה. אחת מהן היא פרדיגמות תכנות והבדלים ביניהן. תכנות פונקציונלי ותכנות מונחה עצמים הן שתי הפרדיגמות, או הסגנונות, של תכנות, שאנו הולכים להסתכל עליהן היום, וננסה להבין במה מדובר וכיצד שונים תכנות פונקציונלי ו- OOP. הכרת פרדיגמות תכנות תהיה חלק חשוב מאותו ידע תיאורטי בסיסי שכל מתכנת רציני צריך, במיוחד אם הוא/היא שואפים לקריירה ארוכת טווח בפיתוח תוכנה.

מהי פרדיגמת תכנות?

אבל כדי להבין את ההבדלים בין OOP לתכנות פונקציונלי (FP), אנחנו באמת צריכים להתחיל מהיסודות כאן ולהבהיר מהי בעצם פרדיגמת תכנות. פרדיגמת התכנות היא דרך לסווג שפות קידוד על סמך תכונותיהן, אשר בשילובן יוצרות פרדיגמה או סגנון, דרך מסוימת של תכנות מחשב. מספר מאפיינים קובעים פרדיגמת תכנות, כולל אובייקטים, זרימת בקרה, מודולריות, פסיקות או אירועים וכו'. וכמו שזה קורה עם שפות קידוד, לכל פרדיגמת תכנות יש את היתרונות והחסרונות שלה, בעד ונגד, חוזקות וחולשות, אשר עליך לקחת בחשבון בעת ​​בחירת שפה עבור הפרויקט שאתה חושב.

מה זה OOP?

תכנות מונחה עצמים (OOP) היא פרדיגמת תכנות מושגית המשתמשת באובייקטים כמפתח. במודל זה, אובייקטים משמשים לייצוג דברים שאתה מתכנת. אפשר גם לומר ש-OOP משתמשת בהפשטה כדי ליצור מודלים המבוססים על העולם האמיתי. שפות תכנות פופולריות רבות תומכות ב-OOP, כולל Java, C++, Python ו-PHP. מספר טכניקות מפרדיגמות תכנות אחרות שהוקמו בעבר הן חלק מ-OOP, כמו מודולריות, פולימורפיזם, אנקפסולציה, הפשטה והורשה.

מהו תכנות פונקציונלי?

תכנות פונקציונלי הוא גם פרדיגמת תכנות, המתמקדת בהערכת פונקציות ופיתוח מבנה קוד התוכנית, ובסופו של דבר נמנעת מכל מצבים משתנים ונתונים הניתנים לשינוי. תכנות פונקציונלי עוסק בהערכת ביטויים כדי לוודא שהפלט של פונקציה זהה, במקרה שבו ניתנות אותן כניסות מדויקות לפונקציה. ישנן מספר שפות פונקציונליות בחוץ, כאשר הפופולריות והנפוצות ביותר הן Common Lisp, Scheme, Clojure, Wolfram Language, Erlang, Haskell ואחרות. יש גם מספר שפות התומכות בתכנות פונקציונלי או שיש להן כמה תכונות מיושמות מהפרדיגמה הזו. C++, Python, Scala, PHP, Kotlin ו-Perl הם ביניהם. תכנות פונקציונלי חשוב מאוד גם בשפות מדעיות ושפות מיוחדות אחרות, כמו R בסטטיסטיקה, XQuery/XSLT עבור XML, או J, K ו-Q בניתוח פיננסי.

השוואת OOP ותכנות פונקציונלי

ההסבר הזה לא עזר הרבה, נכון? בואו ננסה להסתכל על זה מנקודת מבט בסיסית יותר. מהם המרכיבים הבסיסיים העיקריים של כל תוכנת מחשב? הם נתונים (מה שמותר לתוכנית לדעת) והתנהגות מתוכנתת (מה מותר לעשות עם הנתונים האלה). מה ההבדל העיקרי באופן שבו OOP ו-FP ניגשים לתכנות מחשב? ובכן, הדרך שבה OOP משתמשת מסתמכת על שילוב נתונים והתנהגויות הקשורות לנתונים אלה למקום אחד, הנקרא "אובייקט". שימוש באובייקטים מאפשר למתכנתים לפשט את אופן פעולת התוכנות שלהם. תכנות פונקציונלי לעומת זאת קובע כי נתונים והתנהגות צריכים להישאר שני דברים שונים ולא להיות מופרדים בגלל הבהירות הכוללת, הקוד המובן בקלות ויכולת השימוש החוזרת בקוד גבוה יותר.

הבדלים בין OOP ל-FP

כדי להפוך את ההבדלים בין OOP ל-FP ברורים ככל האפשר (במאמר אחד קצר יחסית), בואו ננסה לפרט את ההבדלים העיקריים בין שתי הפרדיגמות הללו בזה אחר זה.

1. מושג והגדרה.

OOP מבוסס על הרעיון של אובייקטים כסוג נתונים מופשטים שנוצרו על ידי מפתח, יכול לכלול מספר מאפיינים ושיטות, ואף עשוי להכיל אובייקטים אחרים. דגש הליבה של FP הוא על הערכת פונקציות, כאשר כל פונקציה מבצעת משימה ספציפית.

2. יסודות יסוד.

אלמנטים בסיסיים ב-OOP הם אובייקטים ושיטות, כאשר נעשה שימוש בנתונים הניתנים לשינוי (ניתן לשנות לאחר יצירתם). ב-FP, פונקציות ומשתנים הם המרכיבים הבסיסיים, בעוד שהנתונים בפונקציות תמיד ניתנים לשינוי (לא ניתן לשנותם לאחר יצירתם).

3. מודל תכנות.

OOP עוקב אחר מודל התכנות החיווי. FP פועל לפי מודל התכנות ההצהרתי.

4. תכנות מקביל.

OOP אינו תומך בתכנות מקביל. FP תומך בתכנות מקביל.

5. צו הצהרות בביצוע.

ב-OOP, הצהרות צריכות לעקוב אחר פקודה בהתאם לגישה שצוינה בזמן הביצוע. ב-FP, הצהרות אינן צריכות לבצע שום סדר מסוים בזמן הביצוע כדי שהן יצליחו.

6. מפרטי גישה.

לשפות OOP יש שלושה מפרטי גישה (מילות מפתח שקובעות את הנגישות של מחלקות, שיטות וחברים אחרים): ציבורי, פרטי ומוגן. לשפות מבוססות FP אין מפרטי גישה.

7. גמישות והוספת נתונים/פונקציות.

גמישות היא אחת מיתרונות הליבה של שפות OOP שכן הן מספקות דרך קלה להוסיף נתונים ופונקציות חדשות לתוכנית הקיימת. עם שפות FP, הוספת דברים חדשים לתוכניות שלך היא פחות נוחה ומורכבת יותר.

8. הסתרת נתונים ואבטחה.

אבטחה היא יתרון נוסף של תכנות מונחה עצמים שכן שפות OOP תומכות בהסתרת נתונים, מה שמאפשר בסופו של דבר ליצור תוכניות מאובטחות. דיברנו על למה ש-Java נחשבת לשפה בטוחה (ואם זה לגמרי נכון) במאמר נפרד , אגב. עם תכנות פונקציונלי, הסתרת נתונים אינה אפשרית, וזה מכשול גדול בדרכך אם אתה מחפש לפתח תוכנית מאובטחת עם שפת FP.

OOP לעומת FP. איזה יותר טוב?

אז אם פרדיגמת התכנות של OOP תיכנס למאבק נגד FP, מי מהם ינצח? זו שאלה בדיחה, ברור. אבל אם זה לא היה, בהחלט היינו מהמרים על כך ש-OOP יבעט בתחת של FP (רק בגלל ש-Java נמצאת בצוות של OOP). מלבד בדיחות, לכל אחד מהסגנונות הללו יש יתרונות וחסרונות פשוטים למדי. OOP בימינו נפוץ יותר מכיוון שהסגנון הזה עובד הרבה יותר עבור פרויקטים גדולים ומורכבים. אובייקטים ושיטות בדרך כלל מובנים בקלות, מה שהופך את תכנות OOP לקל יחסית לשליטה אפילו למתחילים שלמים. באופן כללי, תכנות מונחה עצמים עובד ממש טוב בפיתוח האחורי, מכיוון שכאשר אתה עובד על פני מספר מערכות ופלטפורמות שונות, OOP מאפשר לך לארוז הכל (לאובייקט) ולשמור עליו מאובטח מכל גורם לא מורשה. שימוש חוזר בקוד נמוך יותר ותופעות לוואי והשפעות בלתי צפויות פוטנציאליות על תהליכים שעשויות להיות לקוד OOP, הם בין החסרונות העיקריים של מודל ה-OOP. תכנות פונקציונלי, לעומת זאת, טוב כאשר המורכבות מוכלת ומצוינת, כך שניתן להשתמש ב-FP לעתים קרובות בפיתוח הקצה שבו קוד נקי ופונקציות שקופות חשובות יותר, מה שמאפשר לך להשיג ביצועים אמינים ללא תופעות לוואי בלתי צפויות . כשמדובר בפיתוח מערכות מורכבות שעשויות להזדקק לשינוי קנה מידה נרחב, FP פחות יעיל וישים בהשוואה ל-OOP.