D中的纯函数式编程

Question

在我看来，功能纯度的强大之处在于深度代码路径可以被验证为无副作用。可以在纯说明符内的代码树规模有哪些经验，代码重用程度如何？

我发现了一些东西：

std.algorithm 大部分没有被标记为pure，但可能在很大程度上是纯粹的，要么通过要求实例化函数或 mixin 纯度的纯算法版本，要么通过纯度说明符本身是静态多态的。 像to!string( someInt ) 这样有用的转换器目前还不是纯的。

用户定义的结构似乎有问题（如下图所示）：
1. 嵌套结构上的纯析构函数
2. 即使在非嵌套结构上也有一个纯 postblit 函数

以下代码目前在 DMD 2.052 win 32-bit 上出现多个错误

struct InnerStruct
{
    pure this(this) {}
    pure ~this() {}
}

struct OuterStruct
{
    InnerStruct innerStruct;
    pure this(this) {}
    pure ~this() {}
}

pure void somePureFunc()
{
    OuterStruct s1 = OuterStruct(); // pure nested destructor does not compile
    OuterStruct s2 = s1;
    InnerStruct is1 = InnerStruct(); // pure non-nested destructor seems to compile
    InnerStruct is2 = is1; // pure non-nested postblit does not compile
}

void main()
{
    somePureFunc();
}

pure_postblit.d(18): Error: pure function 'somePureFunc' cannot call impure function '__cpctor'  
pure_postblit.d(20): Error: pure function 'somePureFunc' cannot call impure function '__cpctor'  
pure_postblit.d(18): Error: pure function 'somePureFunc' cannot call impure function '~this'  
pure_postblit.d(17): Error: pure function 'somePureFunc' cannot call impure function '~this'  

Answer 1

理论上，D 中pure 的意义在于，它应该允许保证一个函数没有副作用，而不管该函数是如何实现的。 D中有两种纯度：

• 所有标记为pure 的函数都是弱纯函数。它们可能无法访问任何全局可变状态（全局变量、线程局部变量、static 变量等）或执行 I/O。然而，他们可能会改变他们的论点。这些函数的意义在于，它们可以从强纯函数（下文详述）中调用，而不会违反强纯的保证。

• 所有弱纯函数和没有任何可变间接参数的函数都是强纯函数。 const 和 immutable 类型构造函数可用于保证这一点。 （在处理结构和类时，this 指针被认为是一个参数。）强纯函数具有函数式编程人们谈论的所有良好属性，即使它们是使用可变状态实现的。对于任何给定的参数，强纯函数总是返回相同的值，并且没有可观察到的副作用。强纯函数是引用透明的，这意味着它们的返回值可以用给定的参数集代替对它们的调用，而不会影响可观察的行为。任何强纯函数都可以安全地与任何其他强纯函数并行执行。

不幸的是，泛型代码与pure（以及const 和immutable）之间的交互很差。有几个解决此问题的建议，但尚未被接受。
\std.algorithm 被编写为尽可能通用，因此它不能要求它的 lambda 函数和它接受的范围是纯的。此外，在 D2 中添加的类型系统功能通常是该语言中最容易出错的功能，因为在修复相关问题之前，更基本的事情已被优先考虑。目前，pure 基本上不可用，除了 std.math 之类的琐碎情况。