我正在尝试弄清楚如何执行以下操作，假设您正在开发直流电机的控制器，您希望让它以用户设置的特定速度旋转，
(def set-point (ref {:sp 90}))
(while true
(let [curr (read-speed)]
(controller @set-point curr)))
既然设置点可以通过网络应用程序随时更改，我想不出不使用 ref 的方法，所以我的问题是函数式语言如何处理这种事情？ （即使示例是 clojure 中的，但我对总体思路很感兴趣。）
【问题讨论】：
标签： haskell functional-programming clojure
这不会回答你的问题，但我想展示这些事情是如何在 Clojure 中完成的。它可能会帮助稍后阅读本文的人，这样他们就不会认为他们必须阅读 monad、响应式编程或其他“复杂”主题才能使用 Clojure。
Clojure 不是一种纯函数式语言，在这种情况下，将纯函数暂时搁置一旁并建模the inherent state of the system with identities 可能是个好主意。
在 Clojure 中，您可能会使用其中一种引用类型。有几个可供选择，知道使用哪一个可能很困难。好消息是它们都支持统一更新模型，因此稍后更改引用类型应该非常简单。
我选择了atom，但根据您的要求，使用ref 或agent 可能更合适。
电机是程序中的一个标识。它是一些 事物 在不同时间具有不同值的“标签”，这些值彼此相关（即电机的速度）。我在原子上放了一个:validator，以确保速度永远不会低于零。
(def motor (atom {:speed 0} :validator (comp not neg? :speed)))
(defn add-speed [n]
(swap! motor update-in [:speed] + n))
(defn set-speed [n]
(swap! motor update-in [:speed] (constantly n)))
> (add-speed 10)
> (add-speed -8)
> (add-speed -4) ;; This will not change the state of motor
;; since the speed would drop below zero and
;; the validator does not allow that!
> (:speed @motor)
2
> (set-speed 12)
> (:speed @motor)
12
如果您想更改电机标识的语义，您至少有两种其他参考类型可供选择。
如果您想异步更改电机的速度，您可以使用代理。然后您需要将swap! 更改为send。例如，如果调整电机速度的客户端与使用电机速度的客户端不同，这将很有用，因此“最终”改变速度是可以的。
另一个选项是使用ref，如果电机需要与系统中的其他身份协调，这将是合适的。如果选择此引用类型，则将 swap! 更改为 alter。此外，所有状态更改都在带有dosync 的事务中运行，以确保事务中的所有身份都以原子方式更新。
在 Clojure 中建模身份和状态不需要 Monad！
【讨论】：
对于这个答案，我将“一种纯函数式语言”解释为“一种排除副作用的 ML 风格的语言”，我将依次解释为“Haskell”，我将其解释为意义“GHC”。这些都不是绝对正确的，但鉴于您将其与 Lisp 衍生产品进行对比，并且 GHC 相当突出，我猜这仍然是您问题的核心。
与往常一样，Haskell 中的答案有点花招，其中对可变数据（或任何具有副作用的东西）的访问的结构方式是，类型系统保证它“看起来”是纯粹的内部，同时生成一个具有预期副作用的最终程序。通常与 monads 的业务是其中很大一部分，但细节并不重要，主要是分散了问题的注意力。实际上，这只是意味着您必须明确说明副作用可能发生的位置和顺序，并且不允许“作弊”。
可变性原语通常由语言运行时提供，并通过在运行时提供的某些 monad 中产生值的函数访问（通常为IO，有时更专业）。首先，我们看一下您提供的Clojure 示例：它使用ref，在the documentation here 中有描述：
虽然 Vars 通过线程隔离确保对可变存储位置的安全使用，但事务引用 (Refs) 通过软件事务内存 (STM) 系统确保对可变存储位置的安全共享使用。 Refs 在其生命周期内绑定到一个存储位置，并且只允许在事务中发生该位置的突变。
有趣的是，整段都直接翻译成 GHC Haskell。我猜“Vars”等同于Haskell's MVar，而“Refs”几乎可以肯定等同于TVar as found in the stm package。
因此，要将示例转换为 Haskell，我们需要一个创建 TVar 的函数：
setPoint :: STM (TVar Int)
setPoint = newTVar 90
...我们可以在这样的代码中使用它：
updateLoop :: IO ()
updateLoop = do tvSetPoint <- atomically setPoint
sequence_ . repeat $ update tvSetPoint
where update tv = do curSpeed <- readSpeed
curSet <- atomically $ readTVar tv
controller curSet curSpeed
在实际使用中，我的代码会比这更简洁，但我在这里留下了更冗长的内容，希望不那么神秘。
我想有人可能会反对这段代码不是纯代码并且使用的是可变状态，但是……那又怎样？在某个时候，一个程序将要运行，我们希望它进行输入和输出。重要的是我们保留了纯代码的所有好处，即使在使用它来编写具有可变状态的代码时也是如此。例如，我使用repeat 函数实现了无限循环的副作用；但是repeat 仍然是纯净的并且行为可靠，我无法用它做任何事情来改变它。
【讨论】：
Functional Reactive Programming 是一种以功能方式解决明显尖叫可变性（如 GUI 或 Web 应用程序）的问题的技术。
【讨论】：
您需要的模式称为 Monads。如果您真的想进入函数式编程，您应该尝试了解 monad 的用途以及它们可以做什么。作为起点，我建议this link。
作为对 monad 的简短非正式解释：
Monads 可以看作是在程序中传递的数据 + 上下文。这就是解说中经常用到的“宇航服”。您将数据和上下文一起传递，并将任何操作插入到这个 Monad 中。一旦数据被插入到上下文中，通常没有办法取回数据，你可以反过来进行插入操作，以便它们处理与上下文结合的数据。这样一来，就好像你把数据拿出来了，但如果你仔细观察，你永远不会这样做。
根据您的应用程序，上下文几乎可以是任何东西。一种数据结构，它结合了多个实体、异常、选项或现实世界（i/o-monads）。在上面链接的论文中，上下文将是算法的执行状态，因此这与您的想法非常相似。
【讨论】：
在 Erlang 中，您可以使用进程来保存值。像这样的：
holdVar(SomeVar) ->
receive %% wait for message
{From, get} -> %% if you receive a get
From ! {value, SomeVar}, %% respond with SomeVar
holdVar(SomeVar); %% recursively call holdVar
%% to start listening again
{From, {set, SomeNewVar}} -> %% if you receive a set
From ! {ok}, %% respond with ok
holdVar(SomeNewVar); %% recursively call holdVar with
%% the SomeNewVar that you received
%% in the message
end.
【讨论】：