C++函数式编程（三）纯正度实践

原文：http://www.altdevblogaday.com/2012/04/26/functional-programming-in-c/

作者：John Carmack

-潘宏 译

-2013年1月

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并非所有程序都是纯正的，除非该程序只和自身代码打交道，而程序多数情况下也需要和外界交互。虽然探险般地将纯正做到极致是一种乐趣，但实际情况也表明：有时候，副作用也是必要的，应该好好管理这些副作用。

在有些函数中，纯与不纯并不是绝对的。函数的纯正度是一个连续值，从“几乎纯正”到“完全纯正”带来的价值要小于从“混乱状态”到“几乎纯正”的价值。把函数朝纯函数的方向改进，就算没有让它变成“完全纯正”，代码也会有所改善。一个函数，如果它累加一个全局计数器，或者检查一个全局调试标识，都不能算是纯函数。不过即使这样，如果它实际只可能做上面两个事，也会获得大多数纯函数的优势。

有些情况下，在容忍范围内避免最差，比达到完美更重要。想想你曾经处理过的毒害性最严重的函数或者系统，严重到你得戴个面罩，拿个钳子才敢去碰。这种系统必然是状态错综复杂，数据状态依赖性强的——绝不仅仅依赖于它的参数。对这些问题采取一定措施，或者至少努力避免更多代码陷入这种境况，比让几个底层数学函数更简洁，有意义得多。

重构函数以使其纯正，主要应从其操作上下文着手，增加更多的参数传递是不二法门。这么说似乎让人觉得奇怪，本来编程语言是以简为美，而函数式编程经常是降低代码量的。有些因素使函数式程序有时候比命令式程序更简洁，它们包括：垃圾回收、强大的内建类型、模式匹配、列表解析、函数合成、各种语法糖等等，而这些因素往往和函数式编程是排斥的。大多数情况下，代码量的减少和函数式编程没太大关系，命令式程序也能够做到。

如果得给一个函数传一大堆参数，估计你得烦死。此时你可以将程序重构一下，减少些参数。

对于C++来说，缺乏一个保持函数纯正度的语言机制略显逊色。如果真有个家伙把一个被大量使用的基础纯函数，以某种不够光彩的方式，改成不纯的了，那么所有调用该函数的其它函数，也都不纯了。从形式系统的角度来看，这简直就是场灾难，但还是那句话，也没那么绝对，死罪可免，活罪难逃。但对于大规模软件开发，情况则只具有统计学意义，很遗憾。

谈了这么多，似乎给以后的C/C++语言标准增加一个pure关键字是比较明智的。它应该和关键字const有相似之处：都是可选修饰符，都在编译期检测用户代码，都对代码百利无一害。D语言就提供了pure关键字（http://www.d-programming-language.org/function.html）。注意D语言里有弱纯正和强纯正之分，强纯正要求给函数的引用或者指针参数加const修饰符。

从某些方面看，语言关键字显得过于严格。其实，一个纯函数也是可以调用一个非纯函数的，只要这个非纯函数的副作用不要波及到它的作用域之外就行。而整个程序也可以看作是纯函数化的，只要它只处理传入的命令行参数，而不会影响到到随机文件系统的状态。