集合中的可变状态

Question

我是函数式编程的新手，所以这可能是一个由于误解导致的问题，但我无法理解这个问题 - 从 OOP 的角度来看，它似乎很明显...

场景： 假设您有一个参与者或类似微服务的体系结构方法，其中 messages/requests 被发送到一些处理它们并回复的组件。现在假设，其中一个组件存储来自请求的一些数据以供将来请求（例如，它计算一个值并将其存储在缓存中，以便下次发生相同请求时，不需要计算）。数据可以保存在内存中。

问题： 在一般的函数式编程中，尤其是在 f# 中，您如何处理这种情况？我想静态字典不是一种功能性方法，如果可能的话我不想包括任何外部的东西，比如数据存储。

或更准确地说： 如果一个应用程序创建数据，稍后将在处理中再次使用，我们在哪里存储数据？

示例：您有一个应用程序在一些初始数据[=57=上执行某种任务 ].首先，您存储初始数据（例如，将其添加到字典中），然后执行第一个任务，该任务根据数据的子集进行一些处理，然后执行第二个任务 adds 其他数据等等，直到完成所有任务...

现在的基本方法（根据我的理解）是定义数据并将任务用作某种处理链来转发已处理的数据，例如 initial-data -> task-1 -> task-2 -> ... -> done 但这不适合 getting/adding 数据基于消息和异步完成的体系结构。

方法：

我最初的方法是这样的

type Record = { } let private dummyStore = new System.Collections.Concurrent.ConcurrentBag<Record>() let search comparison = let matchingRecords = dummyStore |> Seq.where (comparison) if matchingRecords |> Seq.isEmpty then EmptyFailedRequest else Record (matchingRecords |> Seq.head) let initialize initialData = initialData |> Seq.iter (dummyStore.Add) let add newRecord = dummyStore.Add(newRecord)

封装在我看来像 OOP 方法的模块中。

在@Gustavo 要求我提供一个示例并考虑他的建议后，我意识到我可以这样做（向上一级到实际调用函数的地方）：

let handleMessage message store = // all the operations from above but now with Seq<Record> -> ... -> Seq<Record> store let agent = MailboxProcessor.Start(fun inbox-> let rec messageLoop store = async{ let! msg = inbox.Receive() let modifiedStore = handleMessage msg store return! messageLoop modifiedStore } messageLoop Seq.empty )

这很好地回答了我的问题，因为它完全消除了可变性和共享状态。但是当只看第一种方法时，我想不出任何解决方案 w/o 函数外的集合

请注意，这个问题在 f# 中用于解释环境、语法等。我不想要一个有效的解决方案，因为 f# 是多范式，我想为此获得一个功能性方法。

到目前为止，我已经阅读了我能在 SO 上找到的所有问题，但它们要么证明了理论上的可能性，要么使用了集合对于这种情况 - 如果重复请指出正确的方向。

Answer 1

您可以使用一种称为 memoization 的技术，这在 FP 中很常见。它恰好包括保存一个包含计算值的字典。

这是一个示例实现：

open System
open System.Collections.Concurrent

let getOrAdd (a:ConcurrentDictionary<'A,'B>) (b:_->_) k = a.GetOrAdd(k, b)

let memoize f =
    let dic = new ConcurrentDictionary<_,_>()
    getOrAdd dic f

请注意，使用 memoize 您可以修饰任何函数并获得它的记忆版本。这是一个示例：

let f x =
    printfn "calculating f (%i)" x
    2 * x

let g = memoize f // g is the memoized version of f

// test

> g 5 ;;
calculating f (5)
val it : int = 10

> g 5 ;;
val it : int = 10

可以看到第二次执行时没有计算出值。

集合中的可变状态

mutable state in collection

f#

functional-programming

mutable

conceptual