البرمجة التصريحية

في لغة برمجة وظيفية خالصة ، مثل هاسكل ، تكون جميع الدوال بلا آثار جانبية ، وتُمثَّل تغييرات الحالة فقط كدوال تُحوِّل الحالة، والتي تُمثَّل صراحةً ككائن من الدرجة الأولى في البرنامج. على الرغم من أن اللغات الوظيفية الخالصة غير إجرائية، إلا أنها غالبًا ما تُتيح إمكانية وصف تأثير الدالة كسلسلة من الخطوات.

تُحدد البرمجة المقيدة العلاقات بين المتغيرات في صورة قيود تُحدد خصائص الحل المستهدف. ويتم حل مجموعة القيود بإعطاء قيمة لكل متغير بحيث يكون الحل متوافقًا مع الحد الأقصى لعدد القيود. غالبًا ما تُكمل البرمجة المقيدة نماذج برمجية أخرى: البرمجة الوظيفية، والمنطقية، وحتى الإجرائية.

على سبيل المثال، تحدد ملفات Makefiles التبعيات بطريقة تصريحية، ^{[ 7 ]} ولكنها تتضمن أيضًا قائمة أوامر بالإجراءات المطلوب تنفيذها. وبالمثل، يحدد yacc قواعد نحوية خالية من السياق بطريقة تصريحية، ولكنه يتضمن مقتطفات برمجية من لغة مضيفة، والتي عادةً ما تكون أوامر (مثل لغة C ).

تتميز لغات البرمجة المنطقية بأسلوب برمجة تصريحي في الغالب. في البرمجة المنطقية، تتكون البرامج من جمل معبر عنها بصيغة منطقية ، وتستخدم الحسابات هذه الجمل لحل المشكلات، والتي تُعبر عنها أيضًا بصيغة منطقية.

تعتمد لغات البرمجة المنطقية، مثل برولوج وداتالوغ وبرمجة مجموعات الإجابات ، على إثبات أن الهدف هو نتيجة منطقية للبرنامج، أو على إثبات صحة الهدف في نموذج مُعرَّف بواسطة البرنامج. تعتمد برولوج على اختزال الأهداف إلى أهداف فرعية، من أعلى إلى أسفل باستخدام الاستدلال العكسي ، بينما تعتمد معظم أنظمة داتالوغ على الاستدلال الأمامي . تستخدم برامج مجموعات الإجابات عادةً خوارزميات حل SAT لإنشاء نموذج للبرنامج.

يمكن تنفيذ نماذج الأنظمة الفيزيائية، أو تمثيلاتها الرياضية، باستخدام لغة برمجة وصفية. تحتوي هذه اللغة على عدد من المعادلات، لا على أوامر إجرائية، تصف العلاقات السلوكية. عندما يُعبَّر عن النموذج بهذه الصيغة، يصبح الحاسوب قادرًا على إجراء عمليات جبرية لصياغة خوارزمية الحل الأمثل. عادةً ما تُفرض السببية الرياضية على حدود النظام الفيزيائي، بينما يكون الوصف السلوكي للنظام نفسه وصفيًا أو غير سببي. تشمل لغات وبيئات النمذجة الوصفية Analytica و Modelica و Simile . ^{[ 8 ]}

Prolog (1972) تعني "البرمجة في المنطق". تم تطويرها للإجابة على أسئلة اللغة الطبيعية ، ^{[ 9 ]} باستخدام حل SL ^{[ 10 ]} لاستنتاج الإجابات على الاستعلامات ولتحليل وإنشاء جمل اللغة الطبيعية.

تتكون لبنات بناء برنامج برولوج من الحقائق والقواعد . إليك مثال بسيط:

قط ( توم ). % توم قط. فأر ( جيري ). % جيري فأر.حيوان ( X ) :- قط ( X ). % كل قط حيوان حيوان ( X ) : - فأر ( X ). % كل فأر حيوانكبير ( X ) :- قط ( X ). % كل قط كبير صغير ( X ) :- فأر ( X ). % كل فأر صغيريأكل ( س ، ص ) :- فأر ( س )، جبن ( ص ). % كل فأر يأكل كل جبن. يأكل ( س ، ص ) :- كبير ( س )، صغير ( ص ). % كل كائن كبير يأكل كل كائن صغير.

بالنظر إلى هذا البرنامج، ينجح الاستعلام ، بينما يفشل. علاوة على ذلك، ينجح الاستعلام مع استبدال الإجابة .eat(tom,jerry)eat(jerry,tom)eat(X,jerry)X=tom

تُنفّذ لغة برولوج البرامج من أعلى إلى أسفل، مستخدمةً حلّ SLD للاستدلال العكسي ، مُختزلةً الأهداف إلى أهداف فرعية. في هذا المثال، تستخدم القاعدة الأخيرة من البرنامج لاختزال هدف الإجابة على الاستعلام إلى هدفين فرعيين: أولهما إيجاد قيمة X بحيث يتحقق الشرط، ثم إثبات تحقق الشرط. وتُكرّر استخدام القواعد لاختزال الأهداف الفرعية إلى أهداف فرعية أخرى، حتى تنجح في النهاية في توحيد جميع الأهداف الفرعية مع الحقائق في البرنامج. تُعامل استراتيجية الاستدلال العكسي هذه، واختزال الأهداف، القواعد في البرامج المنطقية كإجراءات، مما يجعل برولوج لغة برمجة تصريحية وإجرائية في آنٍ واحد . ^{[ 11 ]}eat(X,jerry)big(X)small(jerry)

تم تسليط الضوء على النطاق الواسع لتطبيقات Prolog في كتاب عام Prolog، ^{[ 12 ]} احتفالًا بالذكرى الخمسين لـ Prolog.

تعود أصول لغة داتالوج إلى بدايات البرمجة المنطقية، ولكن تم تحديدها كمجال منفصل حوالي عام 1977. من الناحية التركيبية والدلالية ، تُعتبر داتالوج مجموعة فرعية من لغة برولوج. ولكن نظرًا لافتقارها إلى المصطلحات المركبة ، فهي ليست لغة كاملة تورينج .

معظم أنظمة Datalog تنفذ البرامج من الأسفل إلى الأعلى، باستخدام القواعد للاستدلال إلى الأمام ، واستخلاص حقائق جديدة من الحقائق الموجودة، والإنهاء عندما لا توجد حقائق جديدة يمكن استخلاصها، أو عندما تتوحد الحقائق المستخلصة مع الاستعلام.

تم تطبيق Datalog على مشاكل مثل تكامل البيانات ، واستخراج المعلومات ، والشبكات ، والأمن ، والحوسبة السحابية ، والتعلم الآلي . ^{[ 13 ] [ 14 ]}

تطورت برمجة مجموعات الإجابات (ASP) في أواخر التسعينيات، استنادًا إلى دلالات النموذج المستقر (مجموعة الإجابات) في البرمجة المنطقية. ومثل داتالوج، فهي مجموعة فرعية من برولوج؛ ولأنها تفتقر إلى المصطلحات المركبة، فهي ليست كاملة تورينج.

تقوم معظم تطبيقات ASP بتنفيذ البرنامج عن طريق وضع أساس البرنامج أولاً، واستبدال جميع المتغيرات في القواعد بالثوابت بجميع الطرق الممكنة، ثم استخدام محلل SAT اقتراحي، مثل خوارزمية DPLL ، لإنشاء نموذج واحد أو أكثر من نماذج البرنامج.

تتجه تطبيقاتها نحو حل مشاكل البحث الصعبة وتمثيل المعرفة . ^{[ 15 ] [ 16 ]}