A programação funcional e a programação orientada a objetos são os dois principais paradigmas de desenvolvimento de software.
Os dois principais paradigmas de programação são a programação orientada a objetos (POO) e a programação funcional (PF). Cada paradigma tem sua própria forma de estruturar e organizar o código, adaptando-se aos objetivos e necessidades do desenvolvimento para solucionar problemas específicos.
A programação não se limita apenas a esses dois paradigmas. A diversidade de soluções de programação permite escolher a melhor abordagem para cada situação, dessa forma ampliando as possibilidades e a flexibilidade no desenvolvimento de software.
O que é programação funcional?
A programação funcional é um paradigma de programação que se concentra na avaliação de expressões e na aplicação de funções matemáticas. Ela trata a computação como a avaliação de funções e evita o uso de estados mutáveis e dados compartilhados.
A Ciência de Dados utiliza a PF, sobretudo na análise e no processamento de dados, pois permite manipular as informações de forma concisa e declarativa, por meio de funções de ordem superior, como map, filter e reduce.
O paradigma também é ideal para algoritmos de busca e ordenação e para o processamento de eventos e reações.
A linguagem Haskell, por exemplo, é exclusivamente funcional, enquanto outras como C, C#, C++, PHP, Scala, Rust e JavaScript são multiparadigmas e também usam a abordagem da programação funcional.
Conheça em seguida algumas características-chave da programação funcional.
Funções puras
As funções na programação funcional são consideradas puras, ou seja, seu resultado é determinado apenas pelos valores de entrada.
Elas não têm efeitos colaterais, ou seja, não modificam variáveis externas nem dependem de valores fora de seus argumentos.
Dado o mesmo conjunto de entradas, uma função pura sempre retornará o mesmo resultado, facilitando assim a compreensão e o teste do código.
Imutabilidade
A PF enfatiza a imutabilidade dos dados, isso significa que, ao atribuir um valor a uma variável, não é possível alterá-lo.
Em vez disso, as operações em dados imutáveis geralmente criam novos valores, em vez de modificar os existentes.
A imutabilidade ajuda a evitar efeitos colaterais indesejados e torna o código mais previsível.
Funções de ordem superior
A programação funcional permite o uso de operações de ordem superior, que podem receber outras funções como argumentos ou retornar as funções como resultados.
Isso permite a composição de procedimentos, tornando o código mais modular e reutilizável.
Recursão
A recursão é uma técnica comumente usada na programação funcional. Em vez de loops tradicionais, a resolução dos problemas é feita através de chamadas recursivas, em que uma função chama a si mesma com um caso base que determina a parada da recursão.
A característica é útil para lidar com estruturas de dados recursivas e problemas que são passíveis de divisão em subproblemas menores.
Tratamento de coleções
A programação funcional geralmente fornece abstrações poderosas para o tratamento de coleções de dados, como map, filter e reduce. Essas abstrações permitem manipular e transformar coleções sem a necessidade de loops explícitos, tornando o código mais conciso e expressivo.
O que é programação orientada a objetos?
A programação orientada a objetos é um paradigma de programação que organiza o código em torno de objetos, que são instâncias de classes. Ela se baseia na ideia de que um programa é composto de entidades autônomas (objetos), que contêm dados (atributos) e comportamentos (métodos) relacionados.
A POO promove a reutilização de código, modularidade, legibilidade e manutenibilidade do código, sendo suportada por linguagens como: Java, C#, C++, Python, PHP, Ruby e Object Pascal. Esses códigos fornecem recursos específicos para definir e manipular classes, objetos, herança, polimorfismo e encapsulamento.
Um exemplo comum de aplicação da POO é o desenvolvimento de sistemas de gerenciamento de usuários e gestão de estoque, uma vez que a abordagem modular e reutilizável facilita a manutenção e expansão do sistema. Outra aplicação é a criação de jogos eletrônicos na modelagem de personagens, cenários, itens e interações entre eles.
Além disso, a programação orientada para objetos é bastante utilizada em frameworks e bibliotecas de desenvolvimento, como o Django (Python) e o Spring (Java), que permitem a construção rápida e eficiente de aplicações web.
Veja em seguida os principais conceitos da programação orientada a objetos.
Objetos e classes
Um objeto é uma entidade que representa um item específico e tem suas próprias propriedades e comportamentos, e a classe é uma estrutura que define o modelo para criar objetos.
Ela especifica os atributos e métodos que os objetos dessa classe terão.
Encapsulamento
O encapsulamento é o conceito de agrupar dados (atributos) e comportamentos (métodos) relacionados em um único objeto.
Ele protege os dados internos de um objeto, permitindo apenas o acesso e as modificações por meio de métodos definidos na classe.
Herança
A herança permite que uma classe herde atributos e comportamentos de outra classe, chamada classe pai ou superclasse.
Uma classe filha ou subclasse pode adicionar ou modificar os atributos e comportamentos herdados. A herança facilita a reutilização de código e a criação de hierarquias de classes.
Polimorfismo
O polimorfismo permite o tratamento uniforme de objetos de diferentes classes, quando compartilham uma interface comum.
Isso significa que um método pode ser chamado em diferentes objetos e produzir resultados diferentes com base na implementação específica em cada classe.
Mensagens e métodos
Os objetos interagem entre si enviando mensagens, que é uma solicitação para executar um determinado método em um objeto.
E o método é uma função associada a uma classe que define o comportamento do objeto em resposta a uma mensagem, que permite que os objetos realizem ações e manipulem seus próprios dados internos.
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Principais diferenças entre programação funcional e programação orientada a objetos
A POO é baseada em objetos, permitindo uma modelagem mais próxima do mundo real. Por isso, é a abordagem que mais se adequa para problemas complexos que envolvem entidades com atributos e comportamentos específicos. No entanto, pode ter uma curva de aprendizado mais íngreme e exigir um design cuidadoso para evitar complexidade em excesso.
Por outro lado, a PF pode gerar benefícios como código mais conciso, mais fácil de entender e testar, maior reutilização de código e melhor paralelismo. O paradigma é ideal para problemas que envolvem transformação de dados e processamento paralelo, buscando evitar efeitos colaterais e promover a modularidade.
Paradigma
Na programação funcional, o foco está na avaliação de expressões e na aplicação de funções matemáticas. Uma série de funções puras compõem o programa, que não têm efeitos colaterais e retornam um valor com base em seus argumentos.
Já na programação orientada a objetos, o foco está na modelagem de objetos, que encapsulam dados e comportamentos relacionados. Classes e objetos compõem os programas. Os objetos são instâncias das classes e podem interagir entre si por meio de mensagens.
Estado e mutabilidade
A PF enfatiza a imutabilidade dos dados. As funções não alteram o estado dos objetos, mas produzem novos objetos como resultado. Isso facilita a escrita de código livre de efeitos colaterais, o que pode tornar o programa mais fácil de entender e testar.
Por sua vez, a POO permite a mutabilidade dos objetos. Os objetos podem alterar seu estado interno e, portanto, podem ter efeitos colaterais. Isso facilita a modelagem de certos domínios de problema e a implementação de interações complexas entre objetos.
Herança e polimorfismo
A programação orientada a objetos suporta herança e polimorfismo. A herança permite que as classes herdem atributos e comportamentos de classes pai, enquanto o polimorfismo permite tratar objetos de diferentes classes de maneira uniforme quando compartilham uma interface comum.
Em vez de conceitos diretos de herança ou polimorfismo, a programação funcional usa conceitos como funções de ordem superior e composição de funções para permitir a reutilização de código e a manipulação de abstrações.
Estrutura do programa
Com mais foco em funções e na composição de expressões, os programas funcionais são frequentemente escritos com funções de ordem superior, recursão e técnicas como mapeamento e redução.
POOs são escritos em termos de mensagens enviadas entre objetos e manipulação de estado, com ênfase na organização dos dados e comportamentos em classes e objetos.
Qual paradigma utilizar no desenvolvimento de um software?
A escolha entre programação orientada a objetos e programação funcional, ou até mesmo a utilização de ambos os paradigmas em uma linguagem mista, dependerá das necessidades específicas de cada projeto, levando em consideração a complexidade do problema a se resolver, as características dos dados manipulados e as preferências da equipe de desenvolvimento.
A POO se encaixa perfeitamente em aplicações que envolvem muitas classes e instâncias de objetos, como por exemplo os sistemas Create, Read, Update, Delete (CRUD) com entidades como usuários, posts, transações, e onde a manipulação desses objetos é relativamente simples, como verificação, escrita em banco de dados e retorno de outros objetos.
No caso de códigos que lidam com poucas variáveis e valores simples, como números, strings ou listas, e onde a manipulação desses valores é mais complexa, como operações matemáticas avançadas, recomenda-se o uso da PF. Ela garante que, ao receber os mesmos valores de entrada, sempre irá retornar os mesmos valores de saída, evitando efeitos colaterais e promovendo a previsibilidade e a imutabilidade dos dados.
Em linguagens de programação que oferecem suporte a múltiplos paradigmas, como Python, JavaScript, Swift e C#, é possível utilizar tanto a POO quanto à PF em uma mesma aplicação.
Dessa forma, você pode tirar proveito dos recursos e benefícios de cada paradigma, aumentando a flexibilidade e a expressividade do código.
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