В компьютерном программировании программирование , управляемое данными, — это парадигма программирования , в которой операторы программы описывают данные, которые необходимо сопоставить, и необходимую обработку, а не определяют последовательность шагов, которые необходимо предпринять. [1] Стандартными примерами языков, управляемых данными, являются языки обработки текста sed и AWK , [1] и язык преобразования документов XSLT , где данные представляют собой последовательность строк во входном потоке – поэтому они также известны как строки. -ориентированные языки – и сопоставление с образцом в основном осуществляется с помощью регулярных выражений или номеров строк.
Программирование, управляемое данными, похоже на программирование, управляемое событиями , в том, что оба они структурированы как сопоставление с образцом и результирующая обработка и обычно реализуются с помощью основного цикла , хотя обычно они применяются к разным областям. Модель условие/действие также похожа на аспектно-ориентированное программирование , где при достижении точки соединения (условия) выполняется pointcut (действие). Похожая парадигма используется в некоторых платформах трассировки , таких как DTrace , где перечисляются зонды (точки измерения) и связанные с ними действия, которые выполняются при выполнении условия.
Адаптация методов проектирования абстрактных типов данных к объектно-ориентированному программированию приводит к проектированию, управляемому данными. [2] Этот тип проектирования иногда используется в объектно-ориентированном программировании для определения классов во время разработки программного обеспечения.
Программирование, управляемое данными, обычно применяется к потокам структурированных данных для фильтрации, преобразования, агрегирования (например, вычисления статистики) или вызова других программ. Типичные потоки включают файлы журналов , значения, разделенные разделителями , или сообщения электронной почты, особенно для фильтрации электронной почты . Например, программа AWK может принимать в качестве входных данных поток операторов журнала и, например, отправлять все на консоль, записывать операторы, начинающиеся с ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ, в файл «ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ» и отправлять электронное письмо системному администратору, если какая-либо строка начинается с "ОШИБКА". Он также может записывать, сколько предупреждений регистрируется в день. В качестве альтернативы можно обрабатывать потоки значений, разделенных разделителями, обрабатывая каждую строку или агрегированные строки, например сумму или макс. В электронной почте такой язык, как procmail , может указывать условия, которым должны соответствовать некоторые электронные письма, а также действия, которые следует предпринять (доставить, вернуть, отклонить, переслать и т. д.).
Некоторые языки, управляемые данными, являются полными по Тьюрингу , например AWK и даже sed, в то время как другие намеренно очень ограничены, особенно для фильтрации. Крайним примером последнего является pcap , который состоит только из фильтрации, причем единственным действием является «захват». Менее экстремально: у sieve есть фильтры и действия, но в базовом стандарте нет переменных или циклов, а разрешены только операторы фильтрации без сохранения состояния: каждый входной элемент обрабатывается независимо. Переменные позволяют состояние, которое позволяет выполнять операции, которые зависят от более чем одного входного элемента, такие как агрегирование (суммирование входных данных) или регулирование (разрешить не более 5 писем в час от каждого отправителя или ограничить повторение сообщений журнала).
В языках, управляемых данными, часто есть действие по умолчанию: если ни одно условие не соответствует, строко-ориентированные языки могут напечатать строку (как в sed) или доставить сообщение (как в sieve). В некоторых приложениях, таких как фильтрация, сопоставление может выполняться исключительно (то есть только первый оператор сопоставления), тогда как в других случаях применяются все операторы сопоставления. В любом случае несоответствие какому-либо шаблону может быть «поведением по умолчанию» или может рассматриваться как ошибка, которая должна быть обнаружена с помощью оператора catch-all в конце.
Хотя преимущества и проблемы могут различаться в зависимости от реализации, у этой парадигмы есть несколько больших потенциальных преимуществ и проблем. Функциональность просто требует, чтобы он знал абстрактный тип данных переменных, с которыми он работает. Функции и интерфейсы можно использовать для всех объектов с одинаковыми полями данных, например, «позицией» объекта. Данные могут быть сгруппированы в объекты или «сущности» в соответствии с предпочтениями практически без последствий.
Хотя проектирование, управляемое данными, действительно предотвращает объединение данных и функциональности, в некоторых случаях программирование, управляемое данными, приводит к плохому объектно-ориентированному проектированию , особенно при работе с более абстрактными данными. Это связано с тем, что объект или сущность, управляемый исключительно данными, определяется способом его представления . Любая попытка изменить структуру объекта немедленно приведет к поломке зависящих от него функций.
Например, можно представить направления движения как серию перекрестков (две пересекающиеся улицы), на которых водитель должен повернуть направо или налево. Если перекресток (в США) представлен в данных почтовым индексом (5-значным номером) и двумя названиями улиц (текстовыми строками), при обнаружении города, в котором улицы пересекаются несколько раз, могут возникнуть ошибки. Хотя этот пример может быть слишком упрощенным, реструктуризация данных является довольно распространенной проблемой в разработке программного обеспечения либо для устранения ошибок, повышения эффективности, либо для поддержки новых функций.
[AWK] часто называют языком, управляемым данными — операторы программы описывают входные данные, которые необходимо сопоставить и обработать, а не последовательность шагов программы.