دو دنیای برنامه نویسی: OOP شی گرا و FP فانکشنال راکت

در برنامه نویسی شی گرا، حفظ اشیاء در عین افزایش سطوح وراثت واقعاً سخت است. همچنین اصل کپسوله سازی را زیر پا می گذارد و کاملاً ماژولار نیست. در برنامه نویسی تابعی، همیشه برای اجرای توابع به یک شی جدید نیاز دارد و برای اجرای برنامه ها حافظه زیادی را می طلبد. برنامه نویسی فانکشنال و شی‌گرا هر دو مفاهیم مختلف زبان‌های برنامه نویسی هستند. هدف از هر دو برنامه نویسی فانکشنال و شی‌گرا، تهیه یک کد بدون باگ است که می‌تواند به راحتی قابل فهم، کدگذاری، مدیریت و توسعه سریع باشد. در برنامه نویسی فانکشنال، فانکشن‌ها تاثیر و عوارض جانبی ندارند؛ به این معنی که هیچ تاثیری روی کدی که در چندین پردازنده اجرا می‌شود ندارد.

OOP برای ایجاد سیستم های بزرگ و پیچیده مناسب تر است، در حالی که FP برای ایجاد اجزای کوچک و قابل استفاده مجدد مناسب تر است. انتخاب پارادایم مناسب برای مشکل مورد نظر و اعمال بهترین شیوه ها و الگوهای طراحی برای افزایش مقیاس پذیری بسیار مهم است. پارادایم های برنامه نویسی زیادی مانند رویه ای، امری، اعلامی، شی گرا و Functional وجود دارد. با این حال، بسیاری از زبان‌های مدرن، از جمله پایتون، PHP از چندین پارادایم برنامه‌نویسی پشتیبانی می‌کنند که امکان انعطاف‌پذیری را فراهم می‌کند. در برنامه‌نویسی فانکشنال، تمرکز اصلی برنامه‌نویسی روی کارهایی است که ما انجام می‌دهیم.

جالب است که برخی از زبان‌های شی گرا مانندJavaScript ، Python و PHP از مفاهیم فانکشنال پشتیبانی می‌کنند و این بدان معنی است که می‌توانید یک متد تابع گرا را در آنها پیاده سازی کنید. فرق داشتن ویژگی‌ها، تنها تفاوت در زبان‌های برنامه نویسی نیست و روشی که یک زبان برنامه نویسی برای اجرای کد شما و نحوه برخورد با آن به عنوان یک الگو دنبال می‌کند اهمیت دارد. یک الگوی ساختاری در یک زبان برنامه نویسی، نحوه اجرای آن را تعریف می‌کند. برنامه‌نویسی فانکشنال، عملکرد بالایی در پردازش داده‌های بزرگ برای برنامه‌ها دارد. در زیر ۸ مقایسه اصلی و برتر بین برنامه نویسی شی‌گرا و فانکشنال آورده شده.

برنامه‌نویسی تابعی (Functional Programming) یک پارادایم برنامه‌نویسی است که بر محاسبات به عنوان ارزیابی توابع متمرکز می‌شود و از تغییر داده‌ها و حالت‌های قابل تغییر اجتناب می‌کند. این پارادایم از مفاهیم ریاضیات و منطق تابعی برای ایجاد کدی استفاده می‌کند که تمیز، مدولار، و قابل پیش‌بینی است. معایب برنامه نویسی Functional برای نزدیک شدن به کد شما از نقطه نظر Functional، واقعاً ذهنیت متفاوتی لازم است. فکر کردن با عبارات شی گرا آسان است، زیرا شبیه به نحوه اتفاق افتادن شیء مدل سازی شده در دنیای واقعی است. تبدیل یک سناریوی دنیای واقعی به داده‌ها می‌تواند به تفکر بیشتری نیاز داشته باشد. از سوی دیگر، FP مبتنی بر مفهوم توابع و تبدیل داده‌ها است که به راحتی می‌توان آنها را ترکیب کرد و اغلب برای ایجاد اجزای کوچک و قابل استفاده مجدد استفاده می‌شود.

هنگامی که وارد برنامه نویسی شوید متوجه خواهید شد که این کلمات ساده هستند و معنی آنها چیست. شرکت توسعه سیستم های کاربردی و حسابداری ملک در زمینه خدمات حسابداری و مشاوره مالی ، اداری ، مالیاتی ، نرم افزاری و پیشنهاد راهکار و نیز تولید نرم افزار های سفارشی فعالیت می کند. این به این دلیل است که خروجی های یک تابع در برنامه نویسی Functional صرفاً به آرگومان های تابع متکی است و هیچ جادویی که در پشت صحنه اتفاق می افتد وجود ندارد. برنامه نویسی Functional شکلی از برنامه نویسی است که سعی می کند از تغییر وضعیت و داده های قابل تغییر جلوگیری کند. در یک برنامه Functional، خروجی یک تابع باید همیشه یکسان باشد، با توجه به ورودی های دقیق یکسان برای تابع.

مهندسان نرم افزار خوب از تکنیک ها و عاداتی استفاده می کنند که می تواند هم برای برنامه نویسی شی گرا و هم برای برنامه نویسی Functional تجویز شود. از آنجایی که برخی از توابع شما به کلاسی که از آنها استفاده می کند بستگی دارد، استفاده از برخی از توابع با کلاس دیگر دشوار است. همچنین مشخص است که معمولاً کارایی کمتری دارد و پرداختن به آن پیچیده تر است. بسیاری از اوقات، برخی از طرح های شی گرا برای مدل سازی معماری های بزرگ ساخته می شوند و می توانند بسیار پیچیده باشند. اگر فکر می‌کنید تغییر ناپذیری محدودیت است و کار با چنین زبان برنامه نویسی غیرممکن است، خب اشتباه می‌کنید. این روش برنامه نویسی به شما کمک می‌کند تا روش ریاضی را تثبیت کنید و به همین دلیل است که اگر در حال ساختن چیزهای مرتبط با محاسبات هستید، بهترین زبان‌ها برای برنامه نویسی هستند.

حتی اگر اصولاً در یک محیط OOP کدنویسی می‌کنید، می‌تواند برای پیاده‌سازی برخی از محدودیت‌های برنامه‌نویسی Functional مفید باشد. با انجام این کار، ممکن است متوجه شوید که کد شما واضح تر است و اشکال زدایی آن آسان تر است. یکی از بزرگترین موانع برای ایجاد یک API موثر و با استفاده آسان، کدهای تکراری است، بنابراین یادگیری و تمرین مفاهیم برنامه نویسی Functional در حال حاضر ممکن است در آینده سودمند باشد. در برنامه‌نویسی فانکشنال عمدتا از abstraction روی داده‌ها و رفتارها پشتیبانی می‌شود. برنامه‌نویسی شی‌گرا به طور عمده فقط از abstraction روی داده‌ها پشتیبانی می‌کند.

می‌توان به صورت جداگانه و یا به صورت ترکیبی از هر دوی این پارادایم‌ها بسته به نوع نیازتان استفاده کرد. در نهایت برای اینکه تصمیم بگیرید کدام مورد می‌تواند برای شما مناسب‌تر باشد، مزایا و معایب هر دو را مطالعه کنید. میتوانیم ببینیم که FP از توابع خالص استفاده میکند و به تغییر ندادن متغیرها پایبند است. با OOP ما نمیتوانیم به سادگی تشخیص دهیم که یک تابع در شی صدا زده شده است مگر اینکه از ابتدا شروع کنیم. در حالی که در FP خود شی اکنون یک شی با نام جدید است، که فهمیدن اینکه چه چیزی تغییر کرده را به طور قابل توجهی ساده میکند. علاوه بر این، در بیشتر زبان های OOP اشیا نمونه هایی از کلاس ها هستند که موجودیت های منفردی محسوب میگردند.

این بدان معنا نیست که شما نمی‌توانید از فانکشنال برای هر چیز دیگری استفاده کنید، بلکه یک پیشنهاد است. یک زبان برنامه نویسی فانکشنال کاملاً بر روی توابع انجام می‌شود و معمولاً کلاس و اشیاء در آن وجود ندارد. یک زبان برنامه نویسی فانکشنال تمایل دارد که یک رویکرد ریاضی را اتخاذ کند، بنابراین متغیرها تغییر ناپذیر هستند. دقیقاً مانند ریاضیات وقتی یک متغیر تعریف شده است و مقدار آن قابل تغییر نیست. اگر به احتمال زیاد وب سایت یا برنامه‌های دسکتاپ را طراحی می‌کنید، از زبان‌های شی گرا مانندC ++ ،Java ،JavaScript ،Ruby ، PHP استفاده می‌کنید. برخی از مفاهیم این زبان‌های برنامه نویسی با یکدیگر مشترک هستند که باعث می‌شود در گروه OOP قرار بگیرند.

در برنامه‌نویسی شی‌گرا، متدها می‌توانند تاثیرات جانبی داشته باشند و بر پردازنده‌ها تاثیر بگذارند. ۲.برنامه نویسی فانکشنال داشتن یک مدل برنامه نویسی stateless است. مدل برنامه نویسی مورد استفاده در Functional Programming یک مدل برنامه نویسی اعلانی است، در حالی که OOP از مدل برنامه نویسی امری استفاده می کند. در برنامه های تابعی، متغیرها و توابع عناصر اصلی کد هستند، در حالی که در برنامه های شی گرا، اشیا و متدها عناصر کلیدی هستند. معامله اصلی با OOP توانایی کپسوله کردن داده ها از افراد خارجی است.

کپسوله سازی توانایی مخفی کردن متغیرهای داخل کلاس از دسترسی خارجی است، که به دلایل امنیتی، همراه با استفاده های نشتی، ناخواسته یا تصادفی، آن را عالی می کند. اکثر برنامه نویسانی که از طراحی شی گرا استفاده می کنند می گویند که این سبکی از برنامه نویسی است که به شما امکان می دهد سناریوهای دنیای واقعی را بسیار ساده تر مدل کنید. این امکان انتقال خوبی از نیازمندی ها به کدهایی را فراهم می کند که مطابق میل مشتری یا کاربر کار می کند. در برنامه نویسی شی‌گرا می‌توان از عبارات شرطی مانند if-else و switch استفاده کرد. ۱.برنامه‌نویسی فانکشنال برای انجام  بسیاری از عملیات‌های مختلف که داده‌ها برای آن‌ها فیکس و ثابت شده است، استفاده می‌شود.

برخی از زبان های برنامه نویسی فقط یک پارادایم خاص را مجاز می دانند. به عنوان مثال، Haskell طبق تعریف یک زبان برنامه نویسی تابعی است زیرا حالت آن نمی تواند تغییر کند. دیگر زبان های برنامه نویسی در درجه اول تابعی بودن عبارتند از #Lisp، F و Erlang. برخی از زبان‌های OOP یا زبان‌هایی که بیشتر به سمت پارادایم شی گرا متمایل هستند، جاوا، سی شارپ و سی پلاس پلاس هستند. چندین زبان برنامه نویسی مانند TypeScript و PHP چند پارادایم هستند و تا حدی از برنامه نویسی OOP و تابعی پشتیبانی می کنند. این زبان ها دارای مجوزهای خاصی برای استفاده از توابع خالص و اشیاء تغییرناپذیر به میل توسعه دهنده هستند.

در برنامه‌نویسی شی‌گرا، محور اصلی برنامه‌نویسی این است که ما چگونه انجام می‌دهیم. به عبارت ساده‌تر، برنامه نویسی شی گرا از شما می‌خواهد که همه چیز را به عنوان یک موجودیت با استفاده از سینتکسی به نام کلاس تعریف کنید. تاکنون چند الگوی مشخص طراحی شده است اما دو مورد از آنها محبوب‌تر هستند، برنامه نویسی شی گرا (OOP) و برنامه نویسی تابع گرا یا فانکشنال (FP). هنگام تصمیم گیری برای توسعه یک برنامه جدید در چه پارادایم، ایجاد یک نقشه راه برای چگونگی تغییر برنامه در آینده می تواند مفید باشد. اگر برنامه شما دارای تعدادی عملیات است که باید روی موجودیت ها انجام شود و قصد دارید برنامه را با افزودن موجودیت های بیشتر توسعه دهید، یک رویکرد شی گرا بسیار منطقی است. اگر در عوض، تعداد ثابتی از موجودیت‌ها دارید و قصد دارید عملیات بیشتری را اضافه کنید، برنامه‌نویسی Functional مشکلات کمتری را در طول مقیاس ایجاد می‌کند.

برنامه نویسی فانکشنال همچنین از زبان‌های برنامه نویسی مانند Lisp, Clojure, Wolfram, Erlang, Haskell, F, R و سایر زبان‌های برجسته و در دامنه‌های خاص را پشتیبانی می‌کند. برنامه نویسی فانکشنال مناسب برای علوم داده است و R نیز یک زبان محبوب بین دانشمندان و متخصصان حوزه علوم داده است. طبق ویکی پدیا، Object Oriented Programming یک پارادایم برنامه نویسی بر اساس مفهوم شی است. هر شیء میتواند داده هایی در خود داشته باشد، که آنها را با عنوان “صفت” میشناسیم. ویژگی اصلی اشیا، این هست که method ها میتوانند به داده های مرتبط با شی، دسترسی داشته باشند و گاهی آنها را اصلاح کنند. ممکن است فکر کنید که منظور من از پارادایم های برنامه نویسی چیست؟ بسیار خب.

این بر اساس اصول تغییر ناپذیری و اجتناب از وضعیت مشترک است که می تواند با پیش بینی تر کردن کد و استدلال آسان تر، به افزایش مقیاس پذیری سیستم کمک کند. این همچنین امکان استفاده از توابع درجه بالاتر و lazy loading را فراهم می کند که می تواند به بهبود عملکرد و صرفه جویی در مصرف حافظه کمک کند. با این حال، FP همچنین می تواند برخی از اشکالات را در مورد مقیاس پذیری داشته باشد، مانند نیاز به حافظه بیشتر در هنگام استفاده از تغییرناپذیری، و کد پیچیده تر در هنگام استفاده از بازگشت. برنامه نویسی Functional مزایایی مانند کارایی، ارزیابی lazy، توابع تو در تو، کد بدون باگ، برنامه نویسی موازی را ارائه می دهد. به زبان ساده، برنامه نویسی Functional عبارت است از نوشتن تابع دارای دستوراتی برای اجرای یک کار خاص برای برنامه.

در برنامه نویسی فانکشنال، یک فانکشن واحد اولیه manipulation یا دستکاری است. در برنامه نویسی شی‌گرا، یک آبجکت واحد اولیه و اصلی manipulation است. OOP بر اساس مفهوم اشیا است که می تواند برای مدل سازی دامنه مشکل استفاده شود و اغلب برای ایجاد سیستم های بزرگ و پیچیده استفاده می شود. OOP امکان ایجاد کد قابل استفاده مجدد را با استفاده از وراثت و چندشکلی فراهم می کند که می تواند به کاهش مقدار کد و افزایش مقیاس پذیری سیستم کمک کند. زبان‌های برنامه نویسی شی‌گرا , C#, Java, Python,C++, Ruby, PHP, Perl, Objective-C, Swift, Dart, Lisp و ... در یک برنامه شی‌گرا ،‌ آبجکت‌ها به‌راحتی در برنامه‌ دیگری هم قابل استفاده هستند.

آبجکت‌های جدید را می‌توان به‌راحتی برای همان کلاس ایجاد کرد و کد را می‌توان به راحتی حفظ یا تغییر داد. زبان های برنامه نویسی شی گرا عبارتند از C++، C#، Java، Python، Ruby، PHP، Perl، Objective-C، Swift، Dart، Lisp، و غیره. اشیاء جدید را می توان به راحتی برای همان کلاس ایجاد کرد و کد را می توان به راحتی نگهداری و تغییر داد. همانطور که مشاهده می‌کنید، این‌ها بسیار شبیه به هم هستند؛ زیرا همه آنها یک کلاس در یک زبان شی گرا هستند. یک موجودیت می‌تواند برای شکل دادن به یک شیء ایجاد شود و اینجاست که برنامه نویسی شی گرا معنی خود را پیدا می‌کند.

سخت‌ترین سؤال تا اینجا این است که از کدام زبان برنامه نویسی استفاده کنید و سخت‌تر از آن این است که چه الگویی را به کار بگیریم. سرانجام، برای نتیجه‌گیری، همیشه وظیفه برنامه‌نویسان یا توسعه‌دهندگان است که یک مفهوم زبان برنامه‌نویسی را انتخاب کنند که روند توسعه آن‌ها را پربار و آسان‌تر کند. این فانکشن را به راحتی می‌توان در هر نقطه invoked (فراخوانی) و یا reused ( استفاده مجدد )‌کرد. همچنین به مدیریت کد کمک می‌کند و نیازی به نوشتن دوباره و دوباره statementها نخواهید داشت. اگرچه ممکن است هنگام نگاه کردن به طرز عملکرد آنها یکسان به نظر برسند، اما عمیق‌تر شدن در آنها ویژگی‌های جذابی را نشان می‌دهد که ممکن است در دیگری وجود نداشته باشد. ماهیت این ساختار با پارادایم برنامه نویسی مورد استفاده تعیین می شود.

امیدواریم که از خواندن این مقاله لذت کافی را برده باشید و برایتان مفید واقع شده باشد. به وسیله متد change_favorite_treat با موفقیت وضعیت چارلی را تغییر دادیم و زمانی که بخواهیم به داده های شی دسترسی داشته باشیم یک مقدار جدید در favorite_treat خواهیم داشت. به نظر میرسد توافق عمومی اینست که بهتر بودن OOP و FP بستگی به شرایط دارد، بنابرین ما قرار نیست مطلبی راجع به پایان این بحث بشنویم.

قبل از اینکه این مسئله را بررسی کنیم بیایید ببینیم که شی گرایی و فانکشنال واقعا چه هستند. دو مورد از رایج ترین پارادایم های (رویکرد های) برنامه نویسی مورد استفاده برنامه نویسی شی گرا و برنامه نویسی Functional است. در نهایت، برای نتیجه گیری، همیشه بر عهده برنامه نویسان یا توسعه دهندگان است که مفهوم زبان برنامه نویسی را انتخاب کنند که توسعه آنها را سازنده و آسان می کند. زبان‌های شی‌گرا زمانی خوب هستند که مجموعه‌ای از عملیات ثابت روی چیزها داشته باشید، و با تکامل کدتان، در درجه اول چیزهای جدیدی اضافه می‌کنید. این را می توان با افزودن کلاس های جدید که متدهای موجود را پیاده سازی می کنند، انجام داد و کلاس های موجود به حال خود رها می شوند. در برنامه نویسی فانکشنال، از توابع به‌عنوان شهروندان درجه‌ اول یاد می‌شود.

در برنامه نویسی شی‌گرا، حفظ اشیا، ضمن افزایش سطح وارثت، بسیار سخت است؛‌ همچنین باعث شکستن اصل encapsulation یا کپسوله‌سازی می‌شود و حتی کاملا ماژولار نمی‌شود. در برنامه نویسی فانکشنال، برای اجرای توابع همیشه نیاز به یک آبجکت جدی است و برای اجرای برنامه‌ها حافظه زیادی لازم است. هم برنامه نویسی Functional و هم برنامه نویسی شی گرا از روش های متفاوتی برای ذخیره و دستکاری داده ها استفاده می کنند. در برنامه نویسی تابعی، داده ها را نمی توان در اشیاء ذخیره کرد و تنها با ایجاد توابع می توان آنها را تبدیل کرد. برنامه نویسی شی گرا به طور گسترده توسط برنامه نویسان استفاده می شود و همچنین موفقیت آمیز است.

و تیم FP میگوید که جداسازی داده ها از method ها، سبب میشود که بالا بودن سطح انتزاعات، خطاهای کمتری ایجاد کند. زبان‌های Functional زمانی خوب هستند که مجموعه‌ای ثابت از چیزها داشته باشید، و با تکامل کدتان، در درجه اول عملیات جدیدی را روی چیزهای موجود اضافه می‌کنید. این را می توان با افزودن توابع جدید که با انواع داده های موجود محاسبه می شود، انجام داد و توابع موجود به حال خود رها می شوند. تابع را می توان به راحتی فراخوانی کرد و در هر نقطه ای دوباره از آن استفاده کرد. هر کلاس می‌تواند دارای خواص (حالت‌ها) و روش‌هایی باشد تا تعریف موجودیت شما را تکمیل کند. امیدوارم که توانسته باشم درکی واضح از اینکه هر مورد از این پارادایم‌ها چه هستند و تفاوت‌ آن‌ها با یکدیگر چیست داده باشم.

Functional Programmingمزایایی مانند کارایی، توابع تو در تو، کدهای بدون اشکال، برنامه نویسی موازی را ارائه می دهد. به زبان ساده، Functional Programmingعبارت است از نوشتن تابع دارای دستوراتی برای اجرای یک وظیفه خاص برای برنامه. در زیر جدول مقایسه بین برنامه نویسی فانکشنال در مقابل برنامه نویسی OOP یا شی‌گرا آورده شده است. شی گرایی و فانکشنال با توجه به شرایط و چگونگی حل مشکل، مزایا و معایبی دارند. شی گرایی پارادایمی است که به ویژه در این روزها مورد استفاده قرار می‌گیرد.