Paradigma Declarativo

No paradigma declarativo, um programa consiste das descrições de um problema e o computador de encontrar a solução.

O programa não especifica como chegar à solução do problema. É trabalho do computador chegar a uma solução quando um problema é descrito a ele.

Diferenças entre o paradigma declarativo e o imperativo. No paradigma imperativo, nós estamos preocupados sobre “como” é o problema.

No paradigma declarativo, nós estamos preocupados sobre “qual” é o problema. Nós queremos saber qual é o problema, ao invés de resolver o problema.

O paradigma funcional e o lógico, que veremos depois, são subtipos do paradigma declarativo.

Escrevendo uma consulta de banco de dados utilizando a structured query language (SQL) cairemos em um programa baseado no paradigma declarativo, onde você especifica qual dados você quer e o banco de dados entende como trazer esses dados para você.

Diferente do paradigma imperativo, o dado é permanente e o algoritmo é transitório no paradigma declarativo.

No paradigma imperativo, o dado é modificado assim que o algoritmo é executado.

No paradigma declarativo, os dados são fornecidos ao algoritmo como entradas e os dados da entrada permanecem imutáveis enquanto o algoritmo é executado. O algoritmo produz novos dados ao invés de modificar os dados da entrada.

Em outras palavras, no paradigma declarativo, a execução de um algoritmo não produz efeitos colaterais.

Paradigma Funcional

O paradigma funcional é baseado no conceito de funções matemáticas. Função é como um algoritmo que calcula os valores de entrada.

Diferente de um procedimento na programação procedural, uma função não tem efeito colateral. Na programação funcional, os valores são imutáveis.

Um novo valor é derivado da aplicação da função com entrada de valor. A entrada de valor não muda.

Linguagens de programação funcional não utiliza variáveis e atribuições, os quais são utilizados para modificar dados.

Na programação imperativa, uma tarefa repetida é melhorada utilizando uma construção em loop, por exemplo o while.

Na programação funcional, uma tarefa repetida é melhorada utilizando a recursão, que é o jeito pela qual a função é definida em si mesmo. Em outras palavras, recursão é uma função que faz a mesma tarefa, e chama a si mesmo.

Uma função sempre produz a mesma saída quando é aplicada a mesma entrada. Uma função, chamada add, pode ser aplicada um inteiro x e adicionado um inteiro n, veja o exemplo:

Veja que a função add não usa nenhuma variável e não modifica nenhum dado. Isto é recursão. Você pode chamar a função add com os valores 15 e 10.

add(15,10) //O resultado será 25

Haskell, Erlang e Scala são alguns exemplos de linguagens de programação que suporta o paradigma funcional.

O Java 8 adicionou um novo construtor chamado expressões lambda, o qual pode ser utilizado para escrever códigos no estilo da programação funcional.

Paradigma Lógico

Diferente do paradigma imperativo, o paradigma lógico foca no “qual” é o problema ao invés de resolvê-lo. Você precisa especificar tudo para que seja resolvido. O programa irá entender o algoritmo para resolver.

O algoritmo é o menos importante para o programador. A primeira tarefa do programador é descrever o problema o mais preciso possível.

No paradigma lógico, um programa consiste em configurações de axiomas e objetivos.

A configuração de axiomas é a coleção de fatos e regras de conclusão para criar uma teoria. O objetivo é um teorema.

O programa utiliza deduções para provar o teorema com teoria. A programação lógica utiliza conceitos da matemática que vem da teoria de conjuntos.

A teoria de conjuntos é definida como um subconjunto do produto Cartesiano de dois ou mais conjuntos. Suponhamos que há dois conjuntos, Pessoas e Nacionalidade.

Pessoa = {John, Li, Ravi}

Nacionalidade = {Americano, Chinês, Indiano}

O produto Cartesiano tem dois conjuntos, representados como Pessoas x Nacionalidade, que podemos representar como:

Pessoas x Nacionalidade = {{John, Americano}, {John, Chinês}, {John, Indiano}, {Li, Americano}, {Li, Chinês}, {Li, Indiano}, {Ravi, Americano}, {Ravi, Chinês}, {Ravi, Indiano}}

Cada subconjunto de Pessoa x Nacionalidade é outro conjunto que define uma relação matemática.

Cada elemento de uma relação é chamado de tupla. Vamos definir a relação de PessoaNacionalidade.

PessoaNacionalidade = {{John, Americano}, {Li, Chinês}, {Ravi, Indiano}}

Na programação lógica, você pode utilizar a relação PessoaNacionalidade e relacionar como uma coleção de fatos verdadeiros. Você pode chegar ao objetivo (solução do problema) da seguinte representação:

PessoaNacionalidade(?, Chinês)

Nesta representação qualquer pessoa pode ser chinês. O programa irá procurar as relações em PessoaNacionalidade e trazer as tuplas que respondem esse problema. No caso a resposta será Li.

Prolog é um exemplo de linguagem de programação que suporta o paradigma lógico.