Процедурное
- Моделирование состояния: явно через глобальные/передаваемые переменные: например $f(S,x)\to S^{\prime }$ или операции, меняющие $S$. Состояние обычно распределено по модулям и процедурам.
- Тестируемость: средняя — функции с побочными эффектами требуют установки/сброса окружения (setup/teardown). Юнит-тесты возможны, но нужен контроль за глобальным состоянием и зависимостями.
- Параллелизация: сложнее из‑за общего изменяемого состояния — риск гонок; требует блокировок или копирования состояния; простые независимые процедуры параллелятся легко, но общие ресурсы — бутылочное горлышко.
Объектно‑ориентированное
- Моделирование состояния: состояние инкапсулировано в объектах (поля) — $o.f:=v$. Поведение объединено с состоянием, присутствует идентичность объектов.
- Тестируемость: хорошая при применении зависимостей через интерфейсы/инъекции; однако мутируемые объекты и скрытые зависимости усложняют изоляцию (нужны моки, фейковые объекты).
- Параллелизация: инкапсуляция облегчает локализацию данных, но мутируемость требует синхронизации; паттерны (immutable objects, actors/message‑passing) улучшают параллелизацию.
Функциональное
- Моделирование состояния: предпочтение иммутабельности и чистым функциям $f:X\to Y$; изменение состояния моделируется явным возвратом нового состояния $f:S\times X\to S^{\prime }\times Y$ или через монады эффектов $M$.
- Тестируемость: высокая — референтная прозрачность упрощает юнит‑тесты и property‑testing; эффекты, если вынесены в типы (монады), можно мокать/симулировать.
- Параллелизация: очень удобна: отсутствие общих мутируемых данных снижает гонки, чистые функции легко распараллеливать; монады/эффекты требуют аккуратности (последовательность исполнения), но не мешают параллельной обработке чистых частей.
Логическое (декларативное)
- Моделирование состояния: состояние задаётся базой фактов/правил и связывается логическими переменными; вычисление — поиск и унификация, результат — вывод/модель. Побочные эффекты обычно неявны или вынесены отдельно.
- Тестируемость: смешанная — логика декларативна и удобна для спецификаций и доказуемости, но не‑детерминированный поиск и зависимость от порядка правил (например, cut в Prolog) усложняют воспроизводимость тестов.
- Параллелизация: теоретически благоприятна (AND/OR‑параллелизм, параллельный поиск и материализация), практическая эффективность зависит от системы: чистые языки/реляционные формулировки (Datalog) хорошо распараллеливаются; Prolog‑стиль с побочными эффектами/порядком — хуже.
Краткое сравнение (по ключевым свойствам)
- Моделирование состояния: функциональное — иммутабельность/явные трансформации; ООП — инкапсуляция и идентичность; процедурное — явные глобальные/локальные состояния; логическое — состояние как набор фактов/правил.
- Тестируемость: функциональное > ООП (с DI) ≈ логическое (в терминах спецификаций) > процедурное (при активных побочных эффектах).
- Удобство распараллеливания: функциональное (чистые функции) > логическое (в идеале) > ООП (с immutable/actor) > процедурное (много общего мутабельного состояния).
(Выбор конкретной техники зависит от задачи: для конкурентных вычислений функциональный подход даёт наименьшие затраты на синхронизацию; для моделирования сложных объектов и идентичностей — OOP удобнее; для правил и вывода — логическое.)