Question

我最近在一次采访中被问到了这个问题。我无法得到正确的答案。

当您以过程语言（如C）和具有相同参数的函数语言（如haskell）重复调用函数时，您可能会得到不同的结果？我在[this]（What is the difference between procedural programming and functional programming?）帖子上读到，纯函数式语言总会产生相同的答案。对于函数式语言而言，为什么这样呢？而不是程序语言呢？

Answer 1

纯函数式语言的操作使得相同的输入总是产生相同的输出，纯函数没有副作用。但是，在程序性或非纯函数式语言（如C）中，可能会出现副作用，例如指针被修改，或其他外部因素，如时间或文件I / O.甚至Haskell也可以进行文件I / O.因此，如果带有I / O的Haskell是纯函数式语言，那么C and the cpp are purely functional, too。

以此C程序为例：

#ifndef _BSD_SOURCE
#define _BSD_SOURCE
#endif

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>

int get_num(int n)
{
    usleep(1100000);
    return (time(NULL) - n) % (n / 10);
}

int main(void)
{
    int i;

    for (i = 0; i < 10; i++)
        printf("%d\n", get_num(4242));

    return 0;
}

我们将输入的常量参数4242设为get_num。在任意数学运算之后，由于时间因素和休眠，相同的输入在这种过程语言中不会产生相同的输出。

一次运行，我们得到：

稍后运行，我们得到：

在大多数C中，副作用比比皆是。但是，在纯粹的功能性语言中，这种副作用将不存在或不可能。

Answer 2

在命令式编程中，允许函数产生副作用，例如修改变量值，写入文件，访问网络等。第二次运行相同的函数时，它可以检测以前的副作用并返回不同的东西。一个简单的C示例是：

int i = 0;
int foo() {
  return i++;
}

多次调用会产生不同的数字。另一个例子：

int foo(int *p) {
  return (*p)++;
}

即使用相同的参数调用上面的参数，即相同的指针，由于增量，结果也会不同。

在纯函数式编程中，设计禁止使用i++等副作用。这样，函数的输出必须仅依赖于其参数的值。例如。如果在Haskell中我们有一个类型为f的函数Int -> Int，我们可以确保f 3在每次调用时都会返回相同的整数。

嗯，以上并不完全正确 - 程序最终必须做一些I / O，否则就没有意义了。因此，必须以某种形式提供副作用。在Haskell中，实际上允许带副作用的函数，但它们的类型必须告诉它们不是纯函数。例如。如果函数g具有类型Int -> IO Int，那么它可以执行I / O并产生副作用：运行print =<< g 3每次都可以打印不同的值，就像在命令式编程中一样。

总而言之，在具有副作用的纯函数式编程函数中，与不具有副作用的函数具有不同的类型。通常，在精心设计的功能程序中，很少需要I / O和副作用，纯函数构成了绝大多数代码。因此，有时我们会说“纯函数式编程禁止副作用”，因为大多数代码都是在这种约束条件下编写的。

Answer 3

为了进一步澄清，它不是一种语言的属性。没有命令式语言强迫您只编写副作用程序。尽管没有明确支持，但完全可以用纯函数样式编写。

在纯函数式语言中，没有语言结构允许您修改变量，访问全局可见存储等。因此，有点夸张地说纯FP语言“禁止“不纯的功能 - 相反，首先没有办法写一个。请注意，即使是以下功能：

printTwice x = do {putStrLn x; putStrLn x}

不不纯。 printTwice的应用导致IO操作。你可以多次这样做，把结果放在列表或元组中并传递它们，这都是纯粹的。具体来说，之间没有区别：

 twoActions = (printTwice "hello", printTwice "hello")

和

 twoActions = (a,a) where a = printTwice "hello"

程序语言和函数语言之间的区别？

3 个答案: