Бібліотеки в програмуванні: потужний інструмент для створення чистого коду

У світі програмування бібліотеки є невід’ємною частиною розробки додатків. Вони допомагають розв’язувати задачі більш ефективно, прискорюють процес розробки і дають можливість користуватися вже готовими рішеннями. Але не всі програмісти вміють обирати правильну бібліотеку і використовувати її найкращим чином. У цій статті ми розглянемо відмінності між бібліотеками та фреймворками, розповімо про різновиди бібліотек і попередимо про можливі проблеми під час їхнього використання.

Бібліотеки в програмуванні: що це і як вони використовуються

Бібліотека в програмуванні – це набір зумовлених функцій, класів і ресурсів, які можна використовувати в додатку, щоб прискорити процес розробки. Такі набори містять код, який розробники можуть викликати зі свого власного додатка, щоб виконати певну задачу, наприклад, обробку зображень або роботу з мережею. Код можна використовувати багаторазово, що зменшує час, витрачений на написання нового коду для виконання повторюваних завдань.

Відмінності між бібліотеками та фреймворками

Часто бібліотеки та фреймворки плутають між собою. Відмінність полягає в способі використання. Під час використання бібліотеки розробник викликає її код зі свого застосунку в міру необхідності, отже, фахівець зберігає контроль над потоком програми та керує викликами коду. Фреймворки ж керують потоком управління додатком. Фреймворк надає загальну архітектуру для застосунку, і розробники будують свій застосунок навколо цієї архітектури, викликаючи код фреймворку в міру необхідності. Фреймворк може містити в собі кілька бібліотек, які використовуються для виконання певних завдань у межах архітектури фреймворка.

Загалом, обидва інструменти дають змогу розробникам використовувати готовий код, щоб прискорити процес розробки, уникнути помилок і зменшити витрати на розробку. 

Наведемо кілька прикладів відмінностей між інстрементами:

• Управління потоком виконання: фреймворки це можуть, бібліотеки – ні. Фреймворки вказують, куди поміщати код, тоді як бібліотеки надають функціональність, яку можна викликати з будь-якої частини програми.
• Рівень абстракції: фреймворки зазвичай надають вищий рівень абстракції. Це означає, що вони можуть приховати деталі реалізації та надати розробнику простіший інтерфейс для роботи.
• Гнучкість: бібліотеки зазвичай більш гнучкі, ніж фреймворки. Це пов’язано з тим, що бібліотеки зазвичай надають менше обмежень на те, як розробники можуть використовувати їхню функціональність. З іншого боку, фреймворки зазвичай більш обмежують, як можна використовувати їхню функціональність.
• Розмір і складність: фреймворки зазвичай більші та складніші. Це пов’язано з тим, що фреймворки надають ширший набір функціональності й охоплюють ширший діапазон завдань.
• Необхідність налаштування: фреймворки зазвичай потребують більше налаштування та конфігурації. Це пов’язано з тим, що фреймворки часто надають безліч налаштувань, які дають змогу розробникам налаштувати їхню поведінку для конкретних потреб проєкту.

Як бачимо, розробнику важливо розуміти відмінності між бібліотеками і фреймворками, а також їхню застосовність, тому що це допоможе йому вибрати правильний інструмент для конкретного завдання.

Навіщо потрібні бібліотеки програмістам?

Вони дають змогу програмістам значно скоротити час розробки, оскільки вони можуть використовувати готові компоненти у своїх проектах. Це також зменшує кількість помилок, які можуть виникнути при створенні нового коду, оскільки бібліотеки вже пройшли тестування і перевірку на помилки.

Різновиди 

Бібліотеки можуть різнитися за своєю спеціалізацією, доступністю, метою та сферою використання. Наприклад:

• Універсальні – це бібліотеки, які містять функції та класи для роботи з різними аспектами програмування і можуть використовуватися в різних галузях програмування.
• Спеціалізовані – це бібліотеки, які розроблені для розв’язання конкретних завдань або використання в певній галузі програмування. Прикладами таких бібліотек можуть слугувати бібліотеки для роботи з графікою, машинним навчанням, роботою з базами даних тощо.
• Внутрішні – це бібліотеки, які розробляються для використання всередині компанії або проєкту. Вони можуть містити унікальні рішення та функції, а також бути специфічними для конкретних потреб компанії або проєкту.
• Зовнішні – це бібліотеки, які доступні для використання від сторонніх розробників. Вони можуть бути розроблені як відкрите програмне забезпечення або надаватися за плату.
• Стандартні – це бібліотеки, які постачаються разом із мовою програмування і містять основні функції та класи для роботи з мовою. Вони можуть бути встановлені автоматично або вручну під час встановлення мови програмування.

Звідки беруться бібліотеки, і хто їх створює

Вони можуть бути створені як окремо розробниками, так і великими компаніями. Вони можуть поширюватися безкоштовно або продаватися за гроші. Бібліотеки також можуть бути розроблені спільнотою програмістів, які працюють разом, щоб створювати та підтримувати готовий код. Більшість бібліотек доступні для вільного використання та розповсюдження, але деякі можуть бути під ліцензією, що може включати певні умови використання або обмеження.

Коли і як використовувати бібліотеки?

Вони можуть використовуватися на будь-якому етапі розробки ПЗ, від проектування до тестування і розгортання. Вони можуть використовуватися для різних завдань, наприклад:

• Робота з базами даних.
• Обробка графіки та звуку.
• Робота з мережею.
• Створення інтерфейсів.
• Робота з операційною системою.
• Розробка ігор.

Популярні бібліотеки

Існує величезна кількість бібліотек для різних мов програмування і сфер застосування. Розглянемо кілька популярних прикладів:

• NumPy – для мови Python, яка використовується для роботи з масивами та матрицями. NumPy є невід’ємною частиною наукових обчислень і машинного навчання.
• React – для мови JavaScript, що використовується для створення користувацьких інтерфейсів. React забезпечує швидке та зручне створення веб-додатків і сайтів.
• jQuery – для мови JavaScript, яка надає простий і зручний інтерфейс для роботи з DOM-елементами веб-сторінки. jQuery використовується для спрощення розробки та підвищення продуктивності веб-додатків.
• TensorFlow – для мови Python, яка використовується для створення та навчання нейронних мереж. TensorFlow є одним із найпопулярніших інструментів у галузі машинного навчання.

Інструменти для пошуку та використання бібліотек

Для пошуку та використання бібліотек програмісти можуть використовувати різні інструменти. Наприклад, менеджер пакетів, який дає змогу легко керувати залежностями проєкту та встановлювати потрібні бібліотеки. Деякі популярні менеджери пакетів включають в себе npm для JavaScript, pip для Python і Maven для Java.

Також існують онлайн-каталоги, як-от PyPI для Python і npmjs.com для JavaScript, де можна знайти і завантажити потрібні бібліотеки.

Для пошуку та вибору бібліотеки можна використовувати огляди та рекомендації, які публікуються в блогах, форумах і соціальних мережах. Наприклад, GitHub, Reddit і Stack Overflow можуть бути корисними ресурсами для пошуку та обговорення бібліотек.

Крім того, деякі компанії та спільноти розробників створюють свої власні бібліотеки та публікують їх у відкритому доступі, наприклад, Facebook з бібліотекою React для JavaScript.

Чи можна обійтися без бібліотек?

Теоретично, можна написати будь-яку програму без використання бібліотек. Однак, їх використання значно спрощує і прискорює процес розробки програмного забезпечення. Вони надають готові рішення для найпоширеніших завдань у програмуванні, тим самим скорочуючи час і зусилля, які потрібно витратити на написання власного коду. Вони також дають змогу поліпшити якість програми, оскільки бібліотеки розробляються і тестуються професіоналами, що підвищує надійність і безпеку програмного забезпечення.

Увійдіть у захопливий світ програмування з курсом Java для програмістів-початківців! Шукаєте ідеальний старт у програмуванні? Наш курс пропонує унікальну можливість опанувати фундаментальні принципи Java та розпочати свою кар’єру в IT. Реєструйтеся сьогодні та відкрийте двері до нових можливостей!

Які можуть бути проблеми під час використання бібліотек

Хоча бібліотеки – корисний інструмент, їх використання може також призвести до низки проблем. Наприклад, якщо бібліотека містить помилку, то це може призвести до помилок у застосунку, які складно буде відстежити та виправити. Наведемо ще кілька проблем:

• Конфлікти версій. Коли різні бібліотеки використовують різні версії однієї й тієї самої бібліотеки або залежності, це може призвести до конфліктів і помилок у роботі програми.
• Несумісність. Деякі бібліотеки можуть бути несумісними з іншими наборами або з певною операційною системою. Це може призвести до помилок і збоїв у роботі програми.
• Недостатня документація. Деякі бібліотеки можуть мати недостатню документацію, що може ускладнити їхнє використання та налагодження.
• Низька продуктивність. Використання деяких бібліотек може уповільнити роботу програми, особливо якщо вони не оптимізовані або використовуються неправильно.
• Уразливості безпеки. Деякі бібліотеки можуть містити вразливості безпеки, які можуть бути використані зловмисниками для атаки на програму або систему.

Важливо ретельно обирати бібліотеки, досліджувати їх перед використанням, перевіряти на відповідність вимогам проєкту і стежити за оновленнями. 

Підсумок

На закінчення можна сказати, що бібліотеки є невід’ємною частиною розроблення програмного забезпечення, надаючи готові рішення та інструменти для прискорення розроблення та підвищення його якості. Але необхідно використовувати їх з розумом, ретельно вибираючи та вивчаючи перед використанням, щоб уникнути можливих проблем у майбутньому.