Programación Declarativa

Significado de declaración en programación

Modelo de programación declarativa

• Separar la lógica del dominio del flujo de control
• Enfatizar la legibilidad y expresividad del código
• Minimizar el estado y los efectos secundarios
• Utilizar la recursividad y la concordancia de patrones

Ventajas de la programación declarativa

La programación declarativa ofrece numerosas ventajas tanto para los desarrolladores como para los usuarios, lo que la convierte en un enfoque atractivo para abordar una amplia gama de tareas de programación. Estas ventajas van desde una mayor legibilidad y simplicidad del código, hasta una mejor modularidad y escalabilidad. Aprovechando los principios de la programación declarativa, los desarrolladores pueden crear sistemas de software más eficientes, mantenibles y robustos, que aporten más valor a los usuarios y a las partes interesadas.

Mayor legibilidad y simplicidad del código

• Comprensión simplificada del código: El código declarativo suele ser más accesible y fácil de interpretar para los desarrolladores, lo que acelera el proceso de comprensión de la finalidad y el comportamiento del código.
• Menor potencial de error: Menos detalles de implementación y una menor dependencia del estado y los efectos secundarios pueden conducir a una disminución de los errores y otros problemas involuntarios.
• Mantenimiento del código más fácil: Una base de código más legible permite a los desarrolladores mantener y actualizar más eficazmente el software, lo que conduce a ciclos de desarrollo más eficientes y a una mejor mantenibilidad a largo plazo.

Modularidad y escalabilidad mejoradas

• Mayor modularidad del código: Descomponer la lógica compleja en unidades de funcionalidad individuales y autocontenidas permite a los desarrolladores organizar y mantener el código de forma más eficaz, al tiempo que facilita la identificación y resolución de posibles cuellos de botella en el rendimiento.
• Mayor reutilización del código: Al centrarse en componer abstracciones de orden superior, la programación declarativa fomenta la creación de componentes reutilizables que pueden combinarse y reutilizarse en diferentes contextos, promoviendo la eficiencia del código y reduciendo la duplicación.
• Mayor escalabilidad del sistema: Los programas declarativos suelen ser más fáciles de paralelizar y distribuir entre varios procesadores o nodos informáticos, ya que la menor dependencia del estado mutable y los efectos secundarios simplifica la tarea de gestionar la concurrencia y la comunicación entre procesos.

Lenguajes populares de programación declarativa

• Sintaxis declarativa: Las consultas SQL son legibles por humanos y describen el resultado deseado, no el proceso para conseguirlo.
• Capacidades de consulta flexibles: SQL ofrece una serie de funciones de consulta y manipulación de datos, como filtrar, unir, ordenar y agrupar.
• Compatibilidad: SQL es compatible con la mayoría de los sistemas de gestión de bases de datos relacionales (RDBMS), lo que lo convierte en un estándar ampliamente utilizado para interactuar con las bases de datos.

HTML (HyperText Markup Language) es otro lenguaje declarativo, utilizado para estructurar contenidos en la web. Se centra en definir la estructura y la semántica de las páginas web, permitiendo a los desarrolladores describir elementos como títulos, párrafos, enlaces e imágenes sin especificar cómo deben ser representados estos elementos por los navegadores web. Las principales características de HTML son

• Elementos de marcado: HTML utiliza una serie de etiquetas y atributos para definir la estructura y el contenido de las páginas web.
• Valor semántico: Las etiquetas HTML proporcionan información significativa sobre el contenido que encierran, lo que permite a los navegadores, motores de búsqueda y otros sistemas interpretar la página con mayor eficacia.
• Accesibilidad: HTML admite una serie de atributos y características diseñados para que el contenido web sea accesible a usuarios con discapacidades, como las funciones y los puntos de referencia ARIA (Aplicaciones ricas de Internet accesibles).

• Separación de preocupaciones: CSS promueve la separación de la presentación del contenido, permitiendo a los desarrolladores mantener y actualizar los estilos independientemente de la estructura HTML.
• Sintaxis del selector: CSS utiliza una sintaxis de selector potente y flexible para dirigirse a elementos HTML específicos y aplicarles estilos.
• Diseño adaptable: CSS permite a los desarrolladores crear diseños web responsivos que se adaptan a diferentes dispositivos, tamaños de pantalla y resoluciones mediante consultas de medios y otras funciones.

Lenguajes funcionales: Haskell, Lisp y otros

• Tipado fuerte: Haskell utiliza un sistema de tipos avanzado que minimiza los errores en tiempo de ejecución y promueve un código fiable y fácil de mantener.
• Evaluación perezosa: Haskell emplea la evaluación perezosa, lo que le permite calcular valores sólo cuando son necesarios y admite la creación de estructuras de datos potencialmente infinitas.
• Concurrencia: Haskell ofrece mecanismos de concurrencia eficientes y fáciles de usar mediante memoria transaccional de software (STM) e hilos ligeros llamados sparks.
• Concordancia de patrones: Haskell facilita el uso de la concordancia de patrones para conseguir un código más expresivo y conciso, junto con tipos de datos algebraicos y una sintaxis expresiva.

• Código como datos: Los programas Lisp se escriben en el mismo formato que las estructuras de datos Lisp, lo que permite potentes técnicas de metaprogramación, como las macros.
• Tipado dinámico: Lisp admite la tipificación dinámica, lo que ofrece a los desarrolladores flexibilidad para definir y actualizar los tipos de datos durante el tiempo de ejecución.
• Interactividad: Lisp proporciona un entorno de desarrollo interactivo, con un bucle REPL (Read-Eval-Print Loop) que facilita la creación rápida de prototipos y la realización de pruebas.
• Recogida de basura: Lisp incluye la recolección automática de basura, que garantiza una gestión eficaz de la memoria al recuperar la que ya no se utiliza.

Explorar un ejemplo de programación declarativa

La programación declarativa tiene el poder de simplificar la resolución de problemas, mejorar la legibilidad y la mantenibilidad, y reducir la complejidad general. Al centrarte en expresar el resultado deseado en lugar de dar instrucciones explícitas, puedes aprovechar la expresividad natural del código declarativo para que tus soluciones sean más comprensibles y elegantes. Esta sección profundizará en un ejemplo concreto y analizará cómo pueden aplicarse las técnicas declarativas a escenarios del mundo real para resolver problemas con eficacia y eficiencia. Considera un escenario en el que necesites filtrar una lista de números, reteniendo sólo los números pares mayores que un umbral determinado. Para demostrar las ventajas de la programación declarativa, resolveremos este problema en dos pasos 1) Utilizando un enfoque imperativo, y 2) Utilizando un enfoque declarativo.

Aplicación de técnicas declarativas a situaciones reales

 def filtrar_números_pares(números, umbral): 
resultado = [] para número en números 
si número > umbral y número % 2 == 0: 
result.append(número) return resultado;

def filtrar_números_pares(números, umbral): 
return list(filtro(lambda número: número > umbral y número % 2 == 0, números))

• Concisión: La solución declarativa es más corta y directa, lo que facilita la lectura y comprensión del código.
• Expresividad: La solución declarativa expresa directamente la intención de filtrar la lista en función de una condición específica, sin necesidad de bucles explícitos ni variables mutables.
• Reutilización: La solución declarativa aprovecha las funciones de orden superior incorporadas, como `filter()`, que están diseñadas para su reutilización y pueden simplificar la implementación de otros problemas similares.
• Menor complejidad: La solución declarativa evita el estado mutable y los efectos secundarios, por lo que es menos susceptible a errores y más fácil de mantener y depurar.

Diferencias entre la programación imperativa y la declarativa

• Enfoque de resolución de problemas: La programación imperativa se centra en describir cómo conseguir un resultado deseado mediante una serie de instrucciones paso a paso, mientras que la programación declarativa define cuál es el resultado deseado, sin especificar la implementación subyacente.
• Flujo de control: El código imperativo suele basarse en bucles, sentencias condicionales y variables mutables para gestionar el flujo de control y el estado. En cambio, el código declarativo suele aprovechar las funciones de orden superior, la recursividad y la concordancia de patrones para expresar la misma lógica de forma más concisa y elegante.
• Estado y efectos secundarios: La programación declarativa minimiza el uso del estado mutable y los efectos secundarios, destacando la importancia de las funciones puras y las estructuras de datos inmutables, que pueden dar lugar a un código más predecible y mantenible.
• Expresividad y legibilidad: El código declarativo suele ser más expresivo y legible, ya que captura directamente la intención del desarrollador, facilitando la comprensión, modificación y mantenimiento del software.
• Modularidad y reutilización: La programación declarativa fomenta la creación de componentes modulares y reutilizables que pueden combinarse para resolver problemas complejos, promoviendo la eficiencia y la flexibilidad del código.

Superar los retos de la adopción de la programación declarativa

La transición de la programación imperativa a la declarativa puede presentar algunos retos, ya que requiere un cambio fundamental de mentalidad y la adopción de nuevas técnicas. Para superar estos retos, considera las siguientes estrategias:

• Aprende un lenguaje declarativo: Familiarízate con un lenguaje declarativo popular, como SQL, Haskell o Elm, para adquirir experiencia práctica y conocimiento de primera mano de los principios de la programación declarativa.
• Estudia programación funcional: Adéntrate en el mundo de la programación funcional, que comparte muchos principios con la programación declarativa, para comprender mejor temas como las funciones de orden superior, las estructuras de datos inmutables y las funciones puras.
• Practica la resolución de problemas de forma declarativa: Desafíate a ti mismo a resolver problemas utilizando técnicas declarativas, aunque te resulte menos familiar o cómodo. Esta práctica te ayudará a desarrollar las habilidades y la intuición necesarias para adoptar un enfoque declarativo en tu trabajo diario.
• Refactoriza el código imperativo existente: Identifica las partes de tu código imperativo actual que podrían beneficiarse de las técnicas declarativas. Refactorizar estas piezas no sólo mejorará la calidad del código, sino que también proporcionará valiosas experiencias de aprendizaje.
• Acepta el fracaso y el aprendizaje: La transición a un nuevo paradigma de programación implica inevitablemente contratiempos y dificultades. Acéptalo como parte del proceso de aprendizaje, y no te desanimes por los retos iniciales.
• Busca apoyo y recursos: Relaciónate con la comunidad de programación declarativa, asiste a talleres o conferencias y accede a recursos en línea, como tutoriales, artículos y cursos, para construir una base sólida en los principios y técnicas declarativos.