Paradigma di programmazione

• In informatica un paradigma di programmazione è uno stile fondamentale di programmazione.
• È un insieme di strumenti concettuali forniti dal linguaggio ed una serie di best practice da usare per la stesura del codice sorgente di un programma.
• I paradigmi di programmazione si differenziano nei concetti e nelle astrazioni usate per rappresentare gli elementi di un programma.
• È possibile identificare un processo ereditario tra i vari paradigmi e quindi un albero genealogico.

Linguaggi di programmazione

• Ogni linguaggio di programmazione viene sviluppato seguendo una idea in qualche modo riconducibile ad un particolare paradigma.
• Esistono linguaggi considerati puri e linguaggi impuri cioè che non seguono in maniera stretta (pura) il paradigma.
• Alcuni linguaggi si ispirano a due o più paradigmi: linguaggi multiparadigma.

Paradigmi più comuni

• Esistono molti paradigmi di programmazione che sono stati pensati e sviluppati nel tempo, alcuni hanno avuto più successo di altri.
• Il successo di una pratica di programmazione è indipendente dalla sua bontà intrinseca, ma deve essere fatto ricadere in più fattori:
  • momento storico
  • capacità di chi la usa.
  • richieste industriali
  • visione del futuro.
  • management

Programmazione procedurale

• ~1960
• Blocchi di codice esecutivo identificati da un nome.
• I blocchi sono racchiusi in un ambito di visibilità da delimitatori.
• I blocchi possono avere variabili e parametri che sono persi all'uscita.
• I blocchi possono avere valori in uscita.
• Subroutine, procedure, funzioni.
• Fortran, COBOL.
• I linguaggi moderni permettono la scrittura di procedure e funzioni (alcuni come il Pascal le distinguono, altri come il C no).

Programmazione strutturata

• ~1960/1970
• È la base per altri tipi di programmazione imperativa (es: Object Oriented Programming (OOP)).
• Critica del goto e spaghetti code.
• Nata basandosi sul teorema di Corrado Böhm e Giuseppe Jacopini che afferma come si possa scrivere un programma senza goto solo con delle strutture di controllo.
• Strutture di controllo: sequenza (una istruzione dopo l'altra, sequenza imperativa), selezione (if-then-else, operatori ternari ?:, if a tre vie del FORTRAN 2, case/switch), ciclo (while-do, do-until, for-do).
• Sviluppo della applicazione di algoritmi alla programmazione.
• Linguaggi tipizzati.
• Pascal, Ada, Algol, C.

Programmazione modulare

• ~1970
• Suddivisione del programma in parti chiamate moduli.
• I moduli sono indipendenti.
• I moduli sono opachi internamente e possono idealmente vivere a se stanti.
• I moduli hanno una interfaccia per comunicare con l'esterno.
• Modula, Modula-2, Oberon, CLU, Ada, Pascal.
• Linguaggi tipizzati.
• La maggior parte dei linguaggi moderni la permettono in qualche maniera.

Programmazione funzionale 1

• ~1970
• Incentrata sul concetto di funzione nel senso matematico del termine. (dominio (x), codominio (y) e relazione (f): y = f(x)).
• Le funzioni sono valori.
• Trasparenza referenziale (assenza di effetti collaterali, lo stato esterno della funzione non è alterato. Il valore di ritorno dati gli stessi parametri è garantito in qualunque caso).
• La mancanza di effetto collaterale la rende automaticamente thread-safe.
• Ricorsività e funzioni ricorsive, in particolare la tail recursion che limita l'allocazione dello stack ed il recupero del blocco esecutivo.
• Funzioni di ordine superiore (high-order), le funzioni possono prendere funzioni come parametri e restituire funzioni come risultato).

Programmazione funzionale 2

• Funzioni anonime, closure.
• Tipi parametrici.
• Generalized and extended algebraic data type, permette di creare tipi compositi, tipi varianti.
• Currying, funzione con parametri multipli in funzioni con parametri singoli (possibili le partial application o funzioni semiprecalcolate).
• Pattern matching, switch/case on steroids.

Programmazione funzionale 3

• Decomposizione di strutture complesse.
• List/set/for comprehension, map, filter, reduce, collect, ciclo for parametrico.
• Strict o lazy, computazione dei valori e parametri prima della funzione o solo a richiesta.
• Linguaggi tipizzati, inferenza di tipo, dinamici, puri (con Monadi), impuri.
• Lisp, Clojure, Scheme, Racket, Scala, Standard ML, OCaml, F#, Erlang, Elixir, Haskell, Dylan, Ruby (in parte), Python (in parte).
• In forte ascesa. Programmazione parallela più sicura. Reactive programming.

Programmazione object oriented 2

• ~1980
• Estensione della programmazione modulare.
• Definizione di oggetti opachi in grado di interagire tramite messaggi o funzioni (metodi).
• Incapsulamento (separazione tra interfaccia ed implementazione).
• Ereditarietà singola o multipla (creazione di gerarchie genitore e figlio - visibilità dei campi: pubblica o privata, protetta, pubblicata (Object Pascal property - Java Beans)).
• Polimorfismo, la possibilità di utilizzare una classe dalla sua interfaccia, intercambiabilità di classi con identica interfaccia.

Programmazione object oriented 2

• Autoreferenza con le parole chiave this o self.
• Classi, classi astratte, interfacce, istanze.
• Tipi parametrici.
• Simula (1967), Smalltalk, C++, Objective C, Object Pascal, Java (linguaggi per la JVM), C# (linguaggi .NET), Ruby, Python, Eiffel, Ada95/2005/2012, Oberon…
• Linguaggi tipizzati, inferenza di tipo parziale, dinamici.
• È il paradigma sicuramente oggi più utilizzato.

Paradigmi meno comuni

• Programmazione concorrente (Ada, Occam, Erlang, X10, oggi presente in molti linguaggi con librerie di supporto o costrutti nativi).
• Programmazione logica (Prolog).
• Programmazione event driven.
• Design by Contract (Eiffel, D)
• Programmazione a vincoli (constraint) (Prolog).
• Programmazione ad aspetti, AOP (AspectJ, AspectC++).

Multiparadigma

• Utilizzano due o più dei paradigmi citati.
• La maggior parte dei linguaggi odierni ed in sviluppo.
• Scala, OCaml, Elixir, Clojure, Groovy, Ceylon, Kotlin, Xtend, Lua, Ruby, Python, C#, Java, C++11, Rust, X10, D…

Il Futuro

• Sviluppo di linguaggi di programmazione multiparadigma.
• Il paradigma funzionale sarà onnipresente in qualche maniera.
• Inserimento ed evoluzione del Reactive programming e del paradigma concorrente ed asincrono.
• Computazione distribuita.
• Polyglot Programming.
• Evoluzione ulteriore di DSL (Domain Specific Language), linguaggi generalmente non completi utili per risolvere specifiche problematiche.
• Evoluzione di ulteriori paradigmi (per es.: programmazione funzionale quantistica, Haskell-QML http://sneezy.cs.nott.ac.uk/QML/).
• Il limite è solo la fantasia…

Lista linguaggi di programmazione

• http://www.levenez.com/lang/
• http://people.ku.edu/~nkinners/LangList/Extras/langlist.htm