Про каждую парадигму — архитектурные решения для менеджера задач (создание задач, фильтрация по приоритету, сохранение состояния, отмена) и какие компромиссы возникают.
1) Процедурная
- Архитектура: набор модулей/файлов с процедурными функциями и общим (возможно глобальным) состоянием; данные — простая структура (например, массив/список задач: каждый элемент — словарь/запись).
- Реализация операций:
- Создание: функция `create_task(state, task_data)` модифицирует массив задач.
- Фильтрация: функция `filter_by_priority(state, p)` возвращает подмножество.
- Сохранение: сериализовать `state` в файл/БД (JSON); явные вызовы `save(state)`.
- Отмена: хранить стек снимков состояния (`push_snapshot(state)`), `undo()` восстанавливает предыдущий снимок; или хранить журнал действий и иметь `rollback`.
- Преимущества: простота, низкий порог входа, прямое управление.
- Компромиссы: масштабируемость и поддерживаемость ухудшаются; сложности с конкурентным доступом к общему состоянию; легко допустить побочные эффекты; undo/транзакции требуют явных снимков (затратно по памяти) или сложного журнала.
2) Объектно‑ориентированная (ООП)
- Архитектура: классы `Task`, `TaskManager`/`TaskRepository`, интерфейсы/абстрактные репозитории для персистенции; шаблоны: Repository, Command, Memento, Observer.
- Реализация операций:
- Создание: `TaskManager.createTask(...)` создает объект `Task` и помещает в коллекцию.
- Фильтрация: метод `TaskManager.filterByPriority(p)` или коллекция с методами-итераторами; можно реализовать спецификации (Specification pattern).
- Сохранение: `TaskRepository.save(taskManager)` или сериализация через ORM; инъекция зависимостей для тестируемости.
- Отмена: Command pattern (каждое действие — объект команды с `execute()`/`undo()`), либо Memento — сохранять состояние `TaskManager`/отдельных задач.
- Преимущества: инкапсуляция, расширяемость, легко добавлять поведение (валидация в методах), тестируемость через моки.
- Компромиссы: возможна избыточность (много классов/шаблонов), сложность при распределённой среде (нужно сериализовать объекты), undo через Memento может быть тяжёл по памяти; Command требует проектирования обратных операций.
3) Функциональная
- Архитектура: чистые функции и неизменяемые/персистентные структуры данных; состояние передаётся как значение; эффектные операции (I/O, персистенция) — в отдельных модулях/монадоподобных слоях.
- Реализация операций:
- Создание: `newState = createTask(state, taskData)` возвращает новый `state`.
- Фильтрация: `filterByPriority(state, p)` — чистая функция, выражения высшего порядка.
- Сохранение: эффекты централизованы: `persist(state)` вызывается в эффектном слое; чаще используют event-sourcing: записать события (`TaskCreated`, `TaskDeleted`) и восстанавливать состояние через fold/reduce.
- Отмена: легко — хранить историю состояний (стек неизменяемых версий) или применять обратимые события; при event-sourcing — удалить/компенсирующее событие.
- Преимущества: предсказуемость, простота тестирования, лёгкая реализация undo (snapshots или события), параллелизм без гонок благодаря неизменяемости.
- Компромиссы: потребление памяти при хранении версий, нужно явно проектировать слой эффектов/персистенции; кривые для разработчиков непривычные; интеграция с императивными библиотеками требует адаптации.
4) Логическая (прологоподобная)
- Архитектура: данные как факты в БД фактов, правила для выводов; интерфейс — запросы/правила; состояние — набор assert/retract или внешняя DB; транзакции/контролируемые изменения.
- Реализация операций:
- Создание: `assert(task(Id, Priority, ...))` или вставка факта в базу.
- Фильтрация: запросы типа `task(Id, P, ...), P >= High`.
- Сохранение: сохранять факт-базу в файл/БД; можно хранить лог фактов (journaling).
- Отмена: если система поддерживает транзакции/контроль над assert/retract, делать `retract` для удаления фактов; иначе поддерживать лог изменений и выполнять обратные retract/compensate; зато возможна встроенная backtracking-поисковая отмена во время расчёта.
- Преимущества: выразительные мощные запросы и правила (удобно для сложной фильтрации и ограничений), гибкая декларативность, удобно выражать зависимости/ограничения.
- Компромиссы: менее очевиден императивный контроль потока; персистенция и управление версиями требуют дополнительных механизмов; масштабирование/параллельность и интеграция с фронтендом/REST требуют обвязки; undo может быть неатомарным без механизма транзакций.
Сравнительные замечания и рекомендации
- Undo: в процедурной и ООП обычно используют снимки или Command/Memento; в функциональной — естественно через историю неизменяемых состояний или event-sourcing; в логической — через retract/транзакции или журнал фактов. Компромисс: память против сложности инверсных операций.
- Сохранение состояния: простая сериализация подходит в любой парадигме; лучшее масштабируемое решение — event-sourcing/журнал событий (хорошо в функциональной и ООП), но требует дополнительной инфраструктуры.
- Фильтрация: логическая парадигма и функциональная (комбинаторы/ленивость) предлагают наиболее выразительные, компактные решения; процедурная — явные циклы; ООП — методы и спецификации.
- Конкурентность: функциональная неизменяемость даёт преимущество; ООП/процедурная требуют синхронизации.
- Тестируемость и расширяемость: ООП и функциональная выигрывают (инъекция зависимостей/чистые функции). Процедурная проще на старте, но дороже в поддержке; логическая хороша для сложных правил/запросов, но менее удобна для UI/интеграции.
Краткая рекомендация выбора
- Небольшой скрипт/утилита — процедурный подход.
- Сложное доменное приложение с множеством сущностей, поведений и расширений — ООП + Command/Repository.
- Требуется предсказуемость, параллелизм, удобный undo/history — функциональная + event-sourcing.
- Много правил/ограничений/сложные запросы — логическая (или гибрид: логика для движка правил, API на ООП/функциональном слое).