在编程语言和范式的上下文中，“纯”是什么意思？

Question

换句话说，是什么让语言变得纯粹？

例如，Smalltalk 被认为是一种纯面向对象的语言。 Haskell 和 Lisp 可以说是纯函数式语言。

当我们说纯粹时，这是否意味着它们无法使用其他编程范式（这与事实相去甚远），还是意味着它们被设计用于“纯粹”的 X 范式？

Answer 1

函数式语言中的“纯”一词可以说是“无状态”，输出不依赖于状态。

对于命令式语言，您分配 x := 0，但您可以稍后重新分配变量 x 的值。 x 的值取决于当前状态。

但对于纯函数式语言，如果 f(x) = 1，则结果将始终为 1。

Answer 2

纯这个词在不同的语境中有不同的含义。

函数式编程

当人们谈论 Haskell 是一种纯语言时，他们的意思是它有 referential transparency。也就是说，您可以用它的值替换任何表达式，而不会改变程序的含义。例如，在 Haskell 中：

square :: Int -> Int
square x = x * x

main = print (square 4)

表达式square 4 可以替换为它的值（16），而不会改变程序的含义。另一方面，在这段 Java 代码中：

public int square(int x) {
    System.out.println("Done!");
    return (x*x);
}

public static void main(String [] args) {
   System.out.println(square(4));
}

您不能将 square(4) 替换为其值 (16)，因为它会改变程序的含义 - 它不会再将 Done! 打印到标准输出。在 Haskell 中，函数不可能有副作用，例如打印到标准输出或更改内存位置，因此强制引用透明。

请注意，对于纯粹的含义，Lisp 不是纯函数式语言，因为它的函数可能会产生副作用（如果你想挑剔的话，Haskell 不是纯函数式语言，因为unsafePerformIO 的存在，但每个人都知道，如果你曾经使用过这个功能，你就会被送入更恶劣的地狱圈子之一。

当然，在不纯的语言中采用纯的样式总是可能的，许多程序员会这样做是为了更容易推理他们的程序。只是编译器不会强制执行引用透明性，因为它是纯语言。

纯函数式语言的示例包括Haskell、Clean 和Miranda。不纯函数式语言的示例包括OCaml、F# 和Scheme。

面向对象编程

当人们谈论 Smalltalk 或 Ruby 是一种纯面向对象的语言时，他们的意思是对象和原始值之间没有区别。在 Smalltalk 和 Ruby 中，整数、布尔值和字符等值也是对象，因为它们可以接收消息 (Smalltalk) 或具有方法 (Ruby)。例如，你可以这样做

1.to_s

在 Ruby 中，即调用整数 1 的方法，将其转换为字符串。将此与像 Java 这样的“不纯”OO 语言进行比较，其中有对象（它们是类的实例，可以有方法等）和原始值（例如int、double、bool，它们可以'没有方法）。

当一个面向对象语言是纯的时，人们常说“一切都是对象”，这不是严格正确的（例如，if 语句不是对象）而是 is正确地说“每个值都是一个对象”。

纯面向对象语言的示例包括Ruby 和Smalltalk。不纯的面向对象语言的例子包括Java 和C++。