用纯函数式语言制作游戏答案

【问题标题】：Making game with pure functional language用纯函数式语言制作游戏
【发布时间】：2020-12-07 08:16:53
【问题描述】：

为了我的函数式编程技能，我正在尝试使用 F# 构建一个命令行游戏。使用结构简单的游戏，我可以保持它的纯粹性，例如：

（未严格测试）

type HangmanGame = HangmanGame [char] string (deriving Show)

runGame :: Game -> IO Game
runGame (Game guessed answer) = do
    guess <- getLine
    -- validate guess
    -- do someting with guess
    runGame (Game guess:guessed answer)

我认为这个简单的类似刽子手的游戏的主要概念是Game guessed answer 消失了，取而代之的是Game guess:guessed answer。由于游戏只有两个字段，因此用新值重构它相当容易。但说到...

type ComplicatedGame = Game {
    a :: Int,
    b :: String,
    c :: Int,
    d :: String,
    ...
    z :: String
}

而当我只想改变c时，我必须像Game a b newC d ... z一样重构整个游戏的价值。

此外，还有类似太空漫游的游戏系统

type Galaxy = Galaxy {
    name :: String,
    starSystems :: [StarSystem]
}

type StarSystem = StarSystem {
    name :: String,
    planets :: Planets
}

type Planet = Planet {
    name :: String,
    men :: [Human],
    buildings :: [Building]
}

而单个星球上的men数量的单一变化将导致Galaxy的整个重构！

由于以后会用 Unity3d 和 C# 制作 UI 系统，所以我想用 F# 制作我的核心代码。但我认为禁止可变性会导致上述情况，这不是理想的情况。但我也认为坚持 C# 比采用可变性更好，这不会提高我的函数式编程技能。

您能否给我一些建议，让我通过函数式编程制作和处理巨大的数据结构（如上面的Galaxy 示例）？

【问题讨论】：

标签： haskell functional-programming f#

【解决方案1】：

如果您只想替换ComplicatedGame 值中的c（我们称之为cg），您可以使用copy-and-update expression：

let c1 = { cg with c = newC }

如果你愿意，你可以嵌套这些，虽然它确实变得很尴尬：

let g1 = { g with starSystems = { (* update one planet here...*) } }

（我没有尝试编译，所以我可能在上面写了一些错字。）

不得不编写嵌套的复制和更新表达式的尴尬导致了 Haskell 中的lenses，但由于 F# 不支持类型类，因此 F# 中没有内置的等价物。您可以在 F# 中手工制作镜头，但不如在 Haskell 中那么好。

当您使用复制和更新表达式时，您不会重建整个宇宙。值是不可变的，因此您不接触的数据结构会被重用。它非常有效，但不太可能像突变一样像那样有效（尽管编译器优化可能会让你到达那里）。

【讨论】：

在 Haskell 中，相当于 let g1 = g { starSystems = {- change here -}}