过程语言和功能语言之间的区别？

Question

我最近在面试中被问到这个问题。我无法得到正确的答案。

当您在过程语言（如 C）和函数语言（如 haskell）中使用相同的参数重复调用函数时，在哪种语言中您可能会得到不同的结果？我在 [this] (What is the difference between procedural programming and functional programming?) post 上读到纯函数式语言总是会得到相同的答案。为什么函数式语言如此而不是过程式语言？

Answer 1

纯函数式语言的运行使得相同的输入总是产生相同的输出，纯函数没有副作用。然而，在过程式或非纯函数式语言中，例如 C，可能会出现副作用，例如指针被修改，或其他外部因素，例如时间或文件 I/O。甚至 Haskell 也可以做文件 I/O。因此，如果 Haskell 和 I/O 是纯函数式语言，那么 C and the cpp are purely functional, too.

以这个C程序为例：

#ifndef _BSD_SOURCE
#define _BSD_SOURCE
#endif

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>

int get_num(int n)
{
    usleep(1100000);
    return (time(NULL) - n) % (n / 10);
}

int main(void)
{
    int i;

    for (i = 0; i < 10; i++)
        printf("%d\n", get_num(4242));

    return 0;
}

我们采用输入的常量参数，4242 到 get_num。经过任意数学运算，由于时间因素和休眠，相同的输入在这种过程语言中不会产生相同的输出。

运行一次，我们得到：

和运行之后，我们得到：

在大多数 C 中，副作用比比皆是。但是在纯函数式语言中，这种副作用不会存在或不可能。

Answer 2

在命令式编程中，函数是允许有副作用的，比如修改变量的值，写入文件，访问网络等。第二次同样的函数是运行，它可以检测到以前的副作用和return不同的东西。一个简单的 C 示例是：

int i = 0;
int foo() {
  return i++;
}

多次调用会生成不同的数字。再举个例子：

int foo(int *p) {
  return (*p)++;
}

即使你用相同的参数调用上面的方法，即相同的指针，结果也会因为增量的不同而不同。

在纯函数式编程中，设计禁止像i++这样的副作用。这样，函数的输出必须仅取决于其参数的值。例如。如果在 Haskell 中我们有一个类型为 Int -> Int 的函数 f，我们可以确定 f 3 在每次调用时总是 return 相同的整数。

好吧，以上所述并不完全正确 -- 程序最终必须做一些事情 I/O，否则将毫无意义。因此，必须以某种形式提供副作用。在 Haskell 中，实际上允许有副作用的函数，但它们的类型必须表明这些不是纯函数。例如。如果函数 g 的类型为 Int -> IO Int，那么它可以执行 I/O 并有副作用：运行ning print =<< g 3 每次都可以打印不同的值，就像在命令式编程中。

因此，总而言之，在纯函数式编程中，具有副作用的函数与不具有副作用的函数具有不同的类型。通常，在设计良好的函数式程序中，很少需要 I/O 和副作用，纯函数构成了绝大多数代码。正因为如此，有时我们说"pure functional programming forbids side effects"，因为大部分代码都是在这个约束下写的。

Answer 3

进一步澄清，它并不是一种属性语言。没有命令式语言会强制您只编写具有副作用的过程。也完全可以用纯函数式风格来编写，尽管它没有被明确支持。

而在纯函数式语言中，根本没有允许您修改变量、访问全局可见存储等的语言结构。因此，这样说有点夸张纯 FP 语言 "forbid" 不纯函数 - 相反，一开始就没有办法编写一个。请注意，即使函数如下：

printTwice x = do {putStrLn x; putStrLn x}

不不纯。 printTwice 的应用会导致 IO 操作。你可以多次这样做，将结果放在列表或元组中并传递它们，这都是纯粹的。具体来说没有什么区别：

 twoActions = (printTwice "hello", printTwice "hello")

和

 twoActions = (a,a) where a = printTwice "hello"

过程语言和功能语言之间的区别？

Difference between procedural and functional languages?

c

haskell

functional-programming

procedural