Scala:Java+函數(shù)式=后函數(shù)式?
原創(chuàng)【51CTO精選譯文】之前的一段時間,Scala社區(qū)掀起了一陣討論,主要觀點包括“Scala不是一個函數(shù)式語言”以及“Scala不夠函數(shù)式”,并把Scala與F#、Erlang等“純粹的”函數(shù)式語言放在一起進行對比以證明(51CTO編輯注:函數(shù)式語言以其并行編程的優(yōu)勢正逐步擴大自己在多核時代的影響力,而上述的三個語言都是相關討論涉及的焦點)。有觀于此,Scala創(chuàng)始人Martin Odersky于前日在Scala官方網(wǎng)站上更新了一篇文章,稱Scala是一門“后函數(shù)式語言”。雖然Martin提出的是一個新概念,但文章對于函數(shù)式語言的特點進行了非常全面而簡短的總結,如果你對函數(shù)式語言到底如何強大并不十分了解,那么這篇文章是很好的學習材料。以下是全文——
Scala 是否是一門函數(shù)式語言?過去幾年,我們長時間地對這個問題進行了討論。一方面,Scala 在本質上提供給了那些常常與函數(shù)式編程關聯(lián)在一起的編程結構,而且大量的 Scala 代碼是純函數(shù)式的。另一方面,有相當多的人并不認同 Scala 為函數(shù)式語言這一說法。
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我認為用來描述 Scala 的一個非常不錯的形容詞是:后函數(shù)式 (postfunctional)。函數(shù)式編程所有必要的組成部分都被 Scala 吸收了,即使某些“看起來的感覺”是不同的。此外,函數(shù)式編程只是 Scala 這個更大的工具箱中的一部分,也是非常重要的部分。函數(shù)式編程正在逐漸主流語言吸收,對于這個大趨勢,我認為 Scala 是其中的一個領先者。這種變化正來勢洶洶。例如,C# 的每個新版都要比之前的版本更具函數(shù)式(雖然根據(jù)51CTO之前文章的介紹,C#的嘗試似乎不太成功),甚至 Java 最終也會擁有閉包(closure)。當然,增加閉包或類型推理并不能成為一門函數(shù)式語言,但這個趨勢是有目共睹的。
對于 Scala 是后函數(shù)式語言的觀點,我應首先澄清在我看來什么是函數(shù)式語言。對于函數(shù)式語言這種說法,基本上包含兩個定義,一個是狹隘的定義,一個是寬泛的定義。狹隘的定義認為函數(shù)式編程語言應僅認可純函數(shù),而且不可具有副作用。根據(jù)這種定義,幾乎沒有一門函數(shù)式語言還在使用中:即使 Haskell 也具有 I/O 單子(monad)和 unsafePerformIO。因此我更喜歡那個寬泛的定義:函數(shù)式語言讓以函數(shù)為中心的編程變得容易和自然。我認為這正是 Scala 所具有的特性,所以這個就是它應被視為函數(shù)式語言的原因。
為了挖掘更多詳細的細節(jié),下面我們做一個功能列表,這些功能通常是與函數(shù)式語言相關聯(lián)的。
◆作為第一類(first class)值的函數(shù):具有
◆方便的閉包句法:具有
◆列表解析(list comprehension):具有。 Scala 的表達式可以表示列表以及其他單子。
◆柯里化(curry)函數(shù)定義和應用:具有。lazy val 以及 lazy stream 的形式。
◆模式匹配:具有
◆Tailcall 優(yōu)化:半具有。Scala 自動優(yōu)化直接循環(huán) tailcall。對于其他調(diào)用,存在顯式的 tailcall 方法,使用 trampolining 技術。
將焦點進一步縮小到靜態(tài)類型函數(shù)式語言,還有幾點:
◆強大的泛型,包括較高類別的類型:具有
◆類型類:具有,通過隱式參數(shù)進行模塊化。
◆類型推理:半具有。Scala 具有局部類型推理,很有用;但相對于 Haskell、ML 和 OCaml 語言中所用的 Hindeley/Milner 類型的推理,功能沒有那么強大。不過從另一方面來看,局部類型推理對于子類型化更好。
人們是否像使用函數(shù)式語言那樣使用 Scala?當然是的。比如,Scala 編譯器資源和 Scala 庫主要是用函數(shù)式風格編寫的。Map、filter、fold 無處不在。模式匹配也是處處使用。非常少的可變變量,并且其中多數(shù)用于單賦值形式。
為什么有人不同意 Scala 是函數(shù)式語言的說法?看起來存在兩個主要原因:句法選擇和面向對象語言的角色。
Scala 感覺更少是函數(shù)式語言,因為其核心句法大部分是繼承了 Java 的傳統(tǒng),而不是 Lisp、ML 或 Haskell。這三個編程語言是函數(shù)式語言家族里最重要的先行者。
尤其特別之處在于,Scala 不具有一個不同的、通常比較笨拙的句法,用于用印(dereference)可變變量以及用于定義有效計算。你也許會認為這是不好的,因為它還不足夠打消程序員繼續(xù)他們命令式編程的老習慣。這是一種裁決:你想要用一門語言來獲得什么。這種判斷是完全必要的。不過在這篇文章中,我感興趣的只是描述 Scala 是什么,而不是為什么 Scala 會是這樣,或者它是否應該是其他模樣。
此外,Scala 也沒有某些被視為典型函數(shù)式語言的句法。比如,相對于其他函數(shù)式語言,curry化更為冗長,在 Scala 使用更少。還有,它沒有代數(shù)數(shù)據(jù)類型,你必須編寫一系列 case 類作為替換。
Scala 不被視為函數(shù)式語言,某些時候還有其他原因,因為它接受了面向對象而不是拒絕它。某些使用函數(shù)式編程的人誤解了面向對象語言,認為面向對象語言天生與可變狀態(tài)相關聯(lián)(平心而論,其實是許多關于面向對象語言的出版物加強了這種觀點)。Scala 建立在這樣一個前提之上:一門語言既可以是函數(shù)式的也可以是面向對象的,并且兩者的結合讓人獲益良多。
總之,如果你看看 Scala 提供的功能,它基本上是一門函數(shù)式語言,但從表面上它不總是像一門函數(shù)式語言,而且它不會強迫你去采用函數(shù)式編程風格。對于它的許多用戶,函數(shù)式編程構造是 Scala 中最主要的工具,但并不是唯一的工具。事實上,在 Scala 的設計中,函數(shù)式構造、命令式構造花費了大量的心血,并且所有對象都能夠在一起很好地運行。我認為對于這種混合“后函數(shù)”一詞是非常恰當?shù)摹?/p>
#t#一個有趣的對比對象是結構化編程。在七十年代,結構化編程曾是最主要的新編程風格,諸如 Pascal、Modula 和 Ada 被創(chuàng)造出來,它們比其他語言更好地迎合了這種風格。二十年后,你還會問 Java 是否屬于結構化編程語言嗎?既然看起來不同,它從本質上包含了那些較早的語言的所有功能。而且它還沒有 goto 語句,這讓 Java 成為了結構化語言?也許吧。事實上所有這些都不再重要。結構化編程已經(jīng)成功達到了一個層次:幾乎所有語言現(xiàn)在都遵循它制定的原則,既然表面的句法不同。而且,對于今天的編程語言,結構化控制只是很多風格中的一種而已。
我希望函數(shù)式語言將會走上同樣的道路:它被主流語言吸收,直到人們不再認為函數(shù)式編程是一種不同的、新穎的、外來的代碼編寫方式,并且在每天的如此工作中使用它。相同的事情已經(jīng)發(fā)生在之前的結構化編程和面向對象編程身上。函數(shù)式編程很可能就是下一個,因此 Scala 將是后函數(shù)式語言飄來的第一縷新風。