итеративный процесс что это
Функциональное программирование с точки зрения EcmaScript. Рекурсия и её виды
Сегодня мы продолжим наши изыскания на тему функционального программирования в разрезе EcmaScript, на спецификации которого основан JavaScript. В предыдущих статьях цикла были рассмотрены следующие темы:
Рекурсия
Реку́рсия — определение, описание, изображение какого-либо объекта или процесса внутри самого этого объекта или процесса, то есть ситуация, когда объект является частью самого себя. Термин «рекурсия» используется в различных специальных областях знаний — от лингвистики до логики, но наиболее применение находит в математике и информатике.
Применительно к программированию под рекурсией подразумевают процессы, которые вызывают сами себя в своём теле. Рекурсивная функция имеет несколько обязательных составляющих:
Выделим характерные составляющие рекурсивной функции. Терминальное условие
и правило движения по рекурсии
Важно осознавать, что рекурсия это не какая-то специфическая фича JS, а техника очень распространённая в программировании.
Рекурсивный и итеративный процессы
Рекурсию можно организовать двумя способами: через рекурсивный процесс или через итеративный.
Рекурсивный процесс мы с вами уже видели:
Итеративное решение задачи о факториале выглядело бы так:
Оба этих варианта это рекурсия. В обоих решениях есть характерные для рекурсии черты: терминальное условие и правило движения по рекурсии. Давайте разберём их отличия.
Рекурсивный процесс на каждом шаге запоминает действие. которое надо сделать. Дойдя до термального условия, он выполняет все запомненные действия в обратном порядке. Поясним на примере. Когда рекурсивный процесс считает факториал 6, то ему нужно запомнить 5 чисел чтобы посчитать их в самом конце, когда уже никуда не деться и рекурсивно двигаться вглубь больше нельзя. Когда мы находимся в очередном вызове функции, то где-то снаружи этого вызова в памяти хранятся эти запомненные числа.
Выглядит это примерно так:
Как видите, основная идея рекурсивного процесса — откладывание вычисления до конца.
Такой процесс порождает изменяемое во времени состояние, которое хранится «где-то» снаружи текущего вызова функции.
Думаю, вы помните, что в первой статье из цикла о Функциональном программировании мы говорили о важности имутабельности и отсутствия состояния. Наличие состояния порождает много проблем, с которыми не всегда легко справится.
Итеративный процесс отличается от рекурсивного фиксированным количеством состояний. На каждом своём шаге итеративный процесс считает всё, что может посчитать, поэтому каждый шаг рекурсии существует независимо от предыдущего.
Думаю, очевидно, что итеративный процесс потребляет меньше памяти. Следовательно, всегда при создании рекурсии следует использовать его. Единственное исключение: если мы не можем посчитать значение до достижения термального условия.
Древовидная рекурсия
Многие считают, что деревья и работа с ними это что-то очень заумное, сложное и не понятное простым смертным. На самом деле это не так. Любая иерархическая структура может быть представлена в виде дерева. Даже человеческое мышление подобно дереву.
Чтобы лучше понять древовидную рекурсию разберём простой и популярный пример — числа Фибоначчи.
Чи́сла Фибона́ччи — элементы числовой последовательности 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584, 4181, 6765, 10946, 17711, … (последовательность A000045 в OEIS), в которой первые два числа равны либо 1 и 1, либо 0 и 1, а каждое последующее число равно сумме двух предыдущих чисел. Названы в честь средневекового математика Леонардо Пизанского (известного как Фибоначчи).
Математически довольно просто сформулировать описание (а ведь декларативное программирование и есть описание) данной последовательности:
Теперь давайте перейдём от математики к логическим рассуждениям(нам ведь нужно программную логику написать). Для вычисления fib(5) нам придётся вычислить fib(4) и fib(3). Для вычисления fib(4) нам придётся вычислить fib(3) и fib(2). Для вычисления fib(3) нам придётся вычислить fib(2) и так до тех пор пока мы не дойдём до известных значений (1) и (2) в нашей математической модели.
На какие мысли нас должны навести наши рассуждения? Очевидно, мы должны использовать рекурсию. Термальное условие можно сформулировать как n
Непрерывный цикл разработки — это как?
CI/CD на простых примерах
В разработке любого софта есть два подхода: итеративный и непрерывный. Они отличаются методами работы и сложностью организации. Если будете работать в сфере ИТ, наверняка вам встретятся оба подхода.
Итеративный подход
Итеративный — это значит, что разработка идёт итерациями, отдельными шагами. Разработчики пишут код, потом проверяют его и выпускают новую версию программы. После этого отдыхают, и снова за работу — пилить следующую версию.
👉 В итеративном подходе заказчик или пользователи видят результат только в самом конце этапа и до этого пользуются старой версией.
Непрерывный подход
Непрерывный подход — это когда разработка идёт маленькими шажками каждый день, и каждый день в репозиторий отправляются какие-то мелкие изменения. Если вы не знаете, что такое репозиторий, почитайте наш гит-словарик, с ним будет гораздо проще.
👉 При непрерывном подходе пользователи каждый день получают новую версию, которой уже можно пользоваться.
Непрерывная интеграция
Чтобы непрерывная разработка работала как задумано, для неё нужно подготовить особые условия работы:
👉 В программировании непрерывный подход называют непрерывной интеграцией (Continuous Integration, CI), потому что результаты работы за день сразу интегрируются в мастер-ветку продукта.
Непрерывная доставка
Ежедневная внутренняя сборка ещё не означает, что эта версия сразу попадёт к пользователям. Для этого нужно настроить другие процессы:
👉 Такие действия называют непрерывной доставкой (Continuous Delivery, CD), потому что они доставляют пользователям свежие результаты работы программистов. Обычно эти две аббревиатуры, CI/CD, используются вместе, потому что это взаимосвязанные процессы. Непрерывная интеграция постоянно выдаёт свежие версии, а непрерывная доставка делает их доступными для пользователей.
Кто это настраивает
Почти всё из этого зависит от тестировщиков и девопсов.
Тестировщики следят за тем, чтобы все новые изменения работали без сбоёв и не ломали то, что было до этого. Так как новые версии появляются каждый день, то тестировщикам нужно переложить как можно больше задач на автоматическое тестирование. Это позволяет держать темп и тестировать вручную только сложные моменты или то, что не удалось покрыть автотестами.
Задача девопсов — подготовить среду разработки и тестирования, чтобы всё работало максимально автоматически:
Зачем это нужно
Смысл CI/CD в том, чтобы не откладывать процесс финальной сборки на самый конец, как это делается в итеративном подходе, а собирать все кусочки по чуть-чуть, но сразу. Это позволяет пользователям постоянно получать свежие версии программ, а разработчикам — не опасаться того, что на этапе финальной сборки всё сломается.
Кому не подходит
Непрерывная разработка — дорогой и сложный процесс, который не подходит маленьким командам с ограниченным бюджетом. Для настройки и запуска такого процесса нужно нанимать много разных специалистов, а это дорого и не всегда оправданно.
А ещё есть области, в которых важна не скорость появления новых фич, а стабильность — медицина, космонавтика, пассажирские перевозки. Там новые версии могут выходить раз в три года, и это нормально — главное, чтобы работало без сбоёв.
Рекурсия, рекурсивный процесс и итеративный процесс
Рекурсия vs. какой-то процесс
Давайте для начала явно отметим отличие рекурсии (в общем смысле) от процесса. Эти понятия никак не связаны. Рекурсия — просто абстрактная концепция, которую можно наблюдать в природе, которая используется в математике и в других областях. Такая же абстрактная, как, например, музыкальная гармония.
пример рекурсии: художник рисует картину, в которой он рисует картину, в которой он рисует картину.
Теперь на секунду забудем про рекурсию, и просто подумаем про компьютеры. Для выполнения задач компьютерам нужны инструкции. Когда компьютер выполняет набор инструкций — это процесс. Ваш работающий сейчас браузер — это процесс. Простой цикл, выводящий на экран десять раз число «42» — это процесс. Некоторые задачи можно решать рекурсивно, то есть в инструкциях использовать эту концепцию, когда что-то является частью самого себя. В частности, функция может быть частью самой себя, то есть вызывать саму себя.
Есть два метода решения задач с использованием рекурсии: рекурсивный процесс и итеративный процесс. Рекурсия в них не отличается: в каждом из подходов функция вызывает саму себя, рекурсивно. Отличаются способы использования идеи рекурсии.
Если продолжить аналогию с музыкальной гармонией, то можно подумать про фортепиано. При написании музыки можно использовать эту концепцию — «гармонию звуков». И можно придумать разные способы: рассчитывать частоты звуков (ноты) математическими формулами или рассчитывать правильные расстояния между клавишами. Я в детстве научился находить правильные расстояния между клавишами на фортепиано, и получал гармоничные комбинации звуков, но понятия не имел, что это за ноты. А профессиональный музыкант знает теорию и подбирает гармонию другими методами. В любом случае, гармония есть гармония, эта концепция не меняется, меняются лишь способы ее использования.
В чем отличие итеративного процесса от рекурсивного?
Главная фишка в аккумуляторе или, иными словами, в запоминании.
Рекурсивный процесс постоянно говорит «я это запомню и потом посчитаю» на каждом шаге рекурсии. «Потом» наступает в самом конце.
тут прямо физически видно, как растет использование памяти: процессу нужно запоминать все больше и больше чисел
Рекурсивный процесс — это процесс с отложенным вычислением.
Итеративный процесс постоянно говорит «я сейчас посчитаю все что можно и продолжу» на каждом шаге рекурсии. Ему не нужно ничего запоминать вне вызова, он всегда считает все в первый возможный момент, и каждый шаг рекурсии может существовать в изоляции от прошлых, потому что вся информация передается из шага в шаг.
тут видно, что использование памяти не растет
Рекурсивный процесс это чувак, который все дела откладывает на вечер пятницы. В течение недели у него мало работы, а в пятницу завал. Но ему так нравится 🙂
Итеративный процесс это чувак, который все делает при первой возможности. У него работа равномерно распределена по неделе, а пятница — просто обычный день, но последний.
Tail call optimization
Отмотаем назад и рассмотрим во взаимосвязи два утверждения относительно рекурсивных функций, использующих итеративный процесс:
Читайте также: Язык программирования Ruby: особенности, перспективы, рынок труда
Хвостовая рекурсия (и её оптимизация) широко используется при написании программ на функциональных языках программирования.
Понятие итеративных процессов (с примерами)
Итеративный процесс — это одно из тех понятий (наряду с Agile), которые ассоциируются в большей степени с разработчиками. Однако, так или иначе, с этим явлением сталкивается большинство коллективов, ведь метод итеративных процессов помогает снизить риск, обеспечивать эффективность, а также более гибко и динамично решать проблемы.
Если вы хотите попробовать применить метод итеративных процессов, эта статья — для вас. В ней мы расскажем, как определить итеративные процессы и реализовать их в работе вашего коллектива.
Что такое итеративный процесс?
Итеративный процесс — это практика создания, проработки и совершенствования проекта, продукта или инициативы. Коллективы, применяющие метод итеративных процессов в разработке, создают, тестируют и исправляют свой продукт до тех пор, пока не будет получен нужный результат. Метод итеративных процессов, по сути, представляет собой метод проб и ошибок, который постепенно приближает проект к его конечной цели.
Итеративные процессы — это фундаментальная часть бережливых методов и управления проектами по системе Agile, но их можно применять в любом коллективе, а не только в Agile-командах. В рамках итеративных процессов вы постоянно совершенствуете дизайн, продукт или проект до тех пор, пока вы и ваши коллеги не будете удовлетворены конечным результатом проекта.
А что же такое неитеративный процесс?
В случае неитеративного процесса вы и ваша команда работаете вместе над разработкой конечного продукта. При этом вы необязательно пробуете новые идеи. Как правило, для неитеративных процессов требуется больше времени на этапе разработки концепции и создания продукта, чтобы на этапе тестирования всё работало так, как и было задумано.
Самый распространённый пример неитеративного процесса — это каскадная модель. В каскадной модели вы и ваша команда определяете этапы проекта до начала проекта. Каждый новый этап начинается после полного завершения предыдущего. Требования и ресурсы обычно фиксируются до начала проекта, и сотрудники по возможности стараются не менять план проекта.
Допустим, вы работаете с дизайнерским агентством над созданием электронной книги. Сначала необходимо предоставить полный текст этой книги. Затем дизайнерское агентство возьмёт этот текст и на его основе создаст варианты оформления. И в завершение ваша команда выполнит техническое редактирование электронной книги, чтобы всё было в порядке с точки зрения форматирования и вёрстки. Это пример каскадной модели, поскольку каждый очередной этап начинается после завершения предыдущего (нельзя приступить к вёрстке электронной книги, пока не будет разработан её дизайн).
В зависимости от того, чем занимается ваша команда и над какими проектами работает, неитеративные процессы могут представлять сложность, поскольку они не дают времени на повторную отработку и постоянное улучшение. Поскольку инженерные разработки сопряжены с неопределённостью, вместо неитеративных процессов разработчики обычно применяют итеративный метод. При этом он подходит коллективам и других типов.
Есть ли разница между инкрементным и итеративным подходом?
В большинстве коллективов понятия инкрементного проектирования и итеративных процессов используются как взаимозаменяемые, да и на практике они зачастую идут рука об руку. Но между этими двумя понятиями есть отличие.
В случае итеративного процесса ваша команда занимается проработкой и совершенствованием проекта на основе обратной связи или новой информации. Итеративный подход основан на принципе проб и ошибок: в результате этих постоянных изменений проект со временем становится всё лучше.
При инкрементном проектировании, которое иногда называют инкрементной разработкой, вы добавляете новые функции и усовершенствуете продукт на базе исходной версии или первого полученного результата. В случае инкрементного проектирования команда целенаправленно создаёт базовую версию продукта, чтобы как можно скорее выпустить его (как это было, например, в старой мантре Facebook: «двигайся быстрее, сокрушая всё на своём пути»). Затем разработчики дорабатывают и улучшают исходную версию, навешивая на неё новые элементы и функции. Этот процесс продолжается до тех пор, пока конечный продукт не будет обладать всем необходимым функционалом.
В большинстве коллективов, применяющих итеративный подход, используется инкрементное проектирование. Хорошие итеративные процессы также являются и инкрементными, позволяя постоянно улучшать первоначальную версию продукта. А хорошее инкрементное проектирование, в свою очередь, является итеративным, поскольку вы должны быть готовы реагировать на отзывы клиентов и вносить необходимые изменения.
Пример метода итеративных процессов
Инженерные разработки
Многие разработчики применяют итеративный подход для разработки новых функций, исправления ошибок и A/B-тестирования новых стратегий. Зачастую разработчики создают несколько итераций, которые, по их мнению, являются одинаково перспективными, а затем тестируют их на пользователях. Они фиксируют все плюсы и минусы, а затем продолжают работу с наиболее удачным вариантом.
Разработка продуктов
Возможно, вы удивитесь, но в большинстве случаев разработка продуктов очень итеративна. Вспомните какое-нибудь персональное устройство, которое вы покупали для себя. Скорее всего, у него уже была какая-то предыдущая версия, существовавшая до вашей покупки, а возможно, появилась и более новая версия после. Вспомните, как развивались мобильные телефоны на протяжении многих лет. Как с течением времени наушники становились всё более компактными и портативными. И как менялись холодильники одних и тех же марок, подстраиваясь под растущие потребности покупателей. Всё это — примеры итеративных процессов.
Маркетинг
Разные маркетинговые компании используют итеративные процессы в разной степени. Но маркетинг сам по себе в некотором смысле имеет итеративный характер. Например, специалисты по маркетингу могут тестировать различные рекламные тексты, чтобы выяснить, какой вариант получает больший отклик, или распространить две версии текста для рассылки, чтобы сравнить их показатели кликабельности. Кроме того, специалисты по маркетингу брендов могут использовать итеративные процессы для понимания того, какие визуальные образы лучше всего действуют на целевую аудиторию.
Продажи
Хотя большая часть работы, выполняемой отделом продаж, не является итеративной, для выполнения некоторых их задач может подойти итеративный подход. Например, отдел продаж может использовать итеративный подход для целей массовой рассылки. То есть осуществляется рассылка электронных писем с несколькими вариантами темы, а затем проводится анализ результата. Затем можно использовать самые удачные варианты темы, дающие максимальный результат.
Пять шагов итеративного процесса
Итеративный процесс может быть полезен на протяжении всего жизненного цикла проекта. В итеративном процессе ваши цели и требования принимаются в качестве отправной точки проекта. После этого команда будет производить тестирование, разработку прототипов и итерацию для достижения максимально эффективного результата. Для этого необходимо соблюдать нижеследующие правила.
1. Составление плана и требований
На этом шаге итеративного процесса определяется план проекта, а также выполняется согласование с общими целями проекта. Именно в этой точке проекта формулируются все самые значительные требования, от выполнения которых зависит успешность реализации проекта. Без этого действия итерация может не достичь своей цели.
2. Анализ и проектирование
На этом шаге вы с вашей командой занимаетесь бизнес-потребностями и техническими требованиями своего проекта. Если на первом шаге определялись цели, то на втором вы продумываете проект, который в конечном счёте поможет достичь этих целей.
3. Реализация
На третьем шаге создаётся первая итерация продукта реализации проекта. Данная итерация основывается на результатах анализа и проектирования и помогает достичь конечной цели проекта. Уровень детализации и время, затрачиваемое на эту итерацию, зависит от проекта.
4. Тестирование
После получения первой итерации производится её тестирование наиболее подходящим способом. Например, если вы работаете над улучшением веб-страницы, вам следует произвести A/B-тестирование относительно текущей версии веб-страницы. Если вы создаёте новый продукт или функцию, можно протестировать удобство их использования на потенциальных клиентах.
Помимо тестирования среди пользователей, также необходимо привлечь заинтересованные стороны проекта. Попросите их оценить итерацию и предоставить обратную связь.
5. Рассмотрение и оценка результата
После тестирования производится оценка успешности итерации и согласование необходимых изменений. Достигает ли эта итерация цели проекта? Почему? Если требуются изменения, можно возобновить итеративный процесс и начать со второго шага, создав следующую итерацию. Помните, что первоначальный план и цели должны быть одинаковыми для всех итераций. Продолжайте работу на основе предыдущей итерации, пока не добьётесь желаемого результата.
При повторном запуске итеративного процесса позаботьтесь о том, чтобы все руководствовались теми же целями проекта, что и раньше. Итеративный процесс может длиться неделями или месяцами в зависимости от количества итераций, через которые вам приходится пройти. Если всякий раз при повторном запуске итеративного процесса итерация будет сосредоточена на целях проекта, вы сможете всегда держать свои ориентиры в поле зрения.
Плюсы и минусы итеративного процесса
Итеративная модель не универсальна для всех коллективов и проектов. Ниже приводятся основные плюсы и минусы итеративного процесса для вашей команды.
Повышенная эффективность. Поскольку итеративный процесс представляет собой метод проб и ошибок, зачастую он помогает достичь желаемого результата быстрее, чем неитеративный процесс.
Расширенные возможности для совместной работы. Вместо работы по заранее определённому плану и техническому заданию (создание которых также занимает много времени), ваш коллектив активно выполняет совместную работу.
Высокая адаптивность. Получая новые данные на этапах реализации и тестирования, вы можете корректировать итерацию с учётом поставленных целей, даже если для этого придётся делать что-то такое, чего вы не планировали в начале итеративного процесса.
Высокая экономичность. Если вам понадобится изменить объём проекта, на выполнение этого процесса уйдёт минимум времени и усилий.
Возможность параллельной работы. В отличие от неитеративных методов, таких как каскадная модель, итерация не всегда зависит от завершённости предшествующей работы. Участники команды могут работать над несколькими элементами проекта одновременно, сокращая тем самым общую продолжительность проекта.
Сниженный риск на уровне проекта. В случае итеративного процесса риски выявляются и устраняются в ходе каждой итерации. Вам не приходится иметь дело с крупными рисками в начале и конце проекта: вы постоянно работаете над устранением рисков низкого уровня.
Более надёжная обратная связь с пользователями. Когда пользователи имеют возможность взаимодействовать с итерацией или просматривать её, они могут сообщать вам, что в ней работает правильно, а что нет.
Повышенный риск разрастания объёма. В силу экспериментального характера итерационного процесса ваш проект может начать развиваться неожиданным образом и выйти за пределы первоначального объёма.
Негибкое составление плана и требований. Первым шагом итеративного процесса является определение требований проекта. Изменение этих требований в рамках итеративного процесса может нарушить ход работы и привести к созданию итераций, не отвечающих целям проекта.
Неопределённые сроки. Поскольку команда создаёт, тестирует и корректирует итерации до тех пор, пока не добьётся нужного результата, определить чёткие сроки этого процесса не представляется возможным. Кроме того, длительность тестирования различных элементов может отличаться, что также отражается на общей продолжительности итерационного процесса.
Метод проб и ошибок
В конечном итоге любой коллектив может извлечь для себя что-то полезное из итеративного процесса. По возможности подходите к работе с позиции проб и ошибок. В случае сомнений проявляйте гибкость и обращайтесь за помощью к коллегам. И независимо от того, применяете ли вы итеративный метод, обязательно стремитесь к постоянному совершенствованию своей работы.
Итеративный процесс — Основы программирования
Визуализация итеративного процесса
Рекурсия vs. какой-то процесс
Давайте для начала явно отметим отличие рекурсии (в общем смысле) от процесса. Эти понятия никак не связаны. Рекурсия — просто абстрактная концепция, которую можно наблюдать в природе, которая используется в математике и в других областях. Такая же абстрактная, как, например, музыкальная гармония.
пример рекурсии: художник рисует картину, в которой он рисует картину, в которой он рисует картину.
Теперь на секунду забудем про рекурсию, и просто подумаем про компьютеры. Для выполнения задач компьютерам нужны инструкции. Когда компьютер выполняет набор инструкций — это процесс. Ваш работающий сейчас браузер — это процесс. Простой цикл, выводящий на экран десять раз число «42» — это процесс. Некоторые задачи можно решать рекурсивно, то есть в инструкциях использовать эту концепцию, когда что-то является частью самого себя. В частности, функция может быть частью самой себя, то есть вызывать саму себя.
Есть два метода решения задач с использованием рекурсии: рекурсивный процесс и итеративный процесс. Рекурсия в них не отличается: в каждом из подходов функция вызывает саму себя, рекурсивно. Отличаются способы использования идеи рекурсии.
Если продолжить аналогию с музыкальной гармонией, то можно подумать про фортепиано. При написании музыки можно использовать эту концепцию — «гармонию звуков». И можно придумать разные способы: рассчитывать частоты звуков (ноты) математическими формулами или рассчитывать правильные расстояния между клавишами. Я в детстве научился находить правильные расстояния между клавишами на фортепиано, и получал гармоничные комбинации звуков, но понятия не имел, что это за ноты. А профессиональный музыкант знает теорию и подбирает гармонию другими методами. В любом случае, гармония есть гармония, эта концепция не меняется, меняются лишь способы ее использования.
В чем отличие итеративного процесса от рекурсивного?
Главная фишка в аккумуляторе или, иными словами, в запоминании.
Рекурсивный процесс постоянно говорит «я это запомню и потом посчитаю» на каждом шаге рекурсии. «Потом» наступает в самом конце.
тут прямо физически видно, как растет использование памяти: процессу нужно запоминать все больше и больше чисел
Рекурсивный процесс — это процесс с отложенным вычислением.
Итеративный процесс постоянно говорит «я сейчас посчитаю все что можно и продолжу» на каждом шаге рекурсии. Ему не нужно ничего запоминать вне вызова, он всегда считает все в первый возможный момент, и каждый шаг рекурсии может существовать в изоляции от прошлых, потому что вся информация передается из шага в шаг.
тут видно, что использования памяти не растет
Рекурсивный процесс это чувак, который все дела откладывает на вечер пятницы. В течение недели у него мало работы, а в пятницу завал. Но ему так нравится 🙂
Итеративный процесс это чувак, который все делает при первой возможности. У него работа равномерно распределена по неделе, а пятница — просто обычный день, но последний.
Tail call optimization
Отмотаем назад и рассмотрим во взаимосвязи два утверждения относительно рекурсивных функций, использующих итеративный процесс:
Хвостовая рекурсия (и её оптимизация) широко используется при написании программ на функциональных языках программирования.
Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»
Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты.