【译文】承认吧，函数式编程可能是笨拙的
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at 2012-07-12 15:00:00
original http://www.soimort.org/tech-blog/2012/07/12/functional-programming.html
Original Article: Admitting that Functional Programming Can Be Awkward
by James Hague
(Chinese Translation by Mort Yao)
我起初对函数式编程产生兴趣的原因是，它看上去是如此地有悖于常识。
想当年，我还是一个典型的自学成才式程序员，已经学会了BASIC、之后是6502汇编语言，用来实现我自己的游戏设计。我拿起了1985年8月号的那期《字节》杂志，阅读关于那时相当新潮的Amiga个人电脑。那期杂志恰好也是关于声明式语言的一期，刊登了Backus那篇著名的图灵奖演说的全文，以及一篇Hope语言的教程，同其他文章一起。
对于一个Atari 800游戏程序员来说，读这样的材料确确实实相当让人抓狂。我理解了其中的仅仅一部分，完全略过了其他的大块内容，但一个关键的要点激发了我的遐想：不使用可修改的变量而进行编程。那怎么可能做到？我无法在不向内存中存储任何值的情况下写出哪怕最简单的游戏。正是这种看似的“不可能”吸引了我，正如我当初听说汇编语言太难以至于大部分人无法掌握的时候一样。不过，鉴于我已经领略到了杂志上无数一行行用汇编语言写成的游戏代码、并从中学会了编写我自己的游戏，函数式编程却并没有类似这样的直接应用实例。它让我感到惊讶，但我并没有立即去使用它。
多年之后，当我第一次学习Haskell、Standard ML、最后是Erlang的教程时，我终于了解到了不修改变量的编程方式是怎样运作的。从小的方面讲，这很简单。在1985年尚且显得怪异的东西如今已经变得稀松平常了：垃圾收集；使用复杂数据结构而不用担心内存分配；比C或Pascal拥有更少bookkeeping code的语言；但所谓的“非破坏性更新”——至今仍然——显得有点棘手。
一件毋庸置疑的事实是，世界上有数以万计的视频游戏使用了命令式编程风格开发，也许只有那么一小撮——甚至可能是屈指可数的——游戏是使用纯粹的函数式风格编写的。当然，是有用Lisp编写的游戏，还有一些是OCaml语言爱好者的得意之作，但它们从未是以函数式风格写成的。在这些语言中，你可以相当轻松地写出命令式的代码。这么做的理由很简单：如何用函数式风格编写各类复杂的应用程序，并不是那么一目了然的一件事。
通常，我能够解决数据对象之间的依赖关系，而且常常能够找到函数式方法背后内在的简朴性。但是对于其他情况下的应用……嗯，它们将成为难解之谜。用C语言可以稍带混乱但不失高效地解决的地方，纯粹的函数式解决方案要么根本找不到、要么尚需要不少精力方能理清。在这种时候，我感到我像是在和整个系统进行艰苦卓绝的斗争，于是我意识到了为什么它是一条更少被人所选择涉足的道路。不相信是吗？依然认为函数式的纯粹永远是解决问题的不二法门？请看以下简单的例子。
在这之前，我曾经写过一个马马虎虎算是成功的Mac游戏，叫做Bumbler。在本质上，它与那种常见的标准类型的sprite游戏并没有什么不同：众多独立的物件，执行着一些控制行为的代码并且能够互相之间进行交互。这一类代码用纯函数式方法写起来很简单。一只蚂蚁，用一个坐标表示，在屏幕上以直线前进，撞上了屏幕边缘就被删除。这很容易看作一个函数。一小块数据被输入，输出则是另一些数据。
但是行为和互动可能远比这要复杂得多。可能会有一只昆虫去追逐别的昆虫，所以你必须向它传递一个当前存在实体的列表。可能会有一只昆虫能够影响到其他昆虫的繁殖率，当然，你不能直接去修改繁殖率的数值，所以你必须设法返回这类数据。可能会有一只昆虫含住卵就能把它们变成别的什么东西，所以现在需要有一个行为函数能够操纵实体的列表并且做出修改，但你却不被允许去那么做。可能会有一只昆虫能够改变物理环境（也就是，游戏的背景）并且繁殖更多的昆虫。以上的每一种情形实际上都比听起来还要复杂，因为有如此多的计数器、阈值和限制值需要进行管理，加上各种事件发生时的音效播放，整个数据流程无论如何也不能说是一目了然的。
有趣的是，用C语言来实现这些不过是小事一桩。只需要一些递增，一些条件判断，直接调用播放音效的例程和繁殖昆虫的函数，从全局计数器和状态变量的池中进行读写。如果就纯粹的函数式方法来说，我相信这一数据流程可能是令人费解的……如果假设一切事物都完美地在计划中进行、所有的行为都提前有所定义的话。更棘手的是，如果你接过一个单纯的运动函数，说：“好，我现在想做的是，当这个物件从屏幕边缘反弹三次以后，让它对其他的物件施加引力影响。”是的，（用函数式方法）可以做到。想要像C语言一样实现得直截了当？没门。
这里是一种选择：承认函数式编程对于某些问题来说是个错误的范式。没错。我可以打这个赌。但也许是因为几乎从没有人思考过这方面的问题，函数式编程正在吸引着纯粹主义者和那些固执地沉迷于其中的学生。在上面这个游戏的例子当中，有些问题是可以解决的，它们只是需要借助不同的途径。另外一些问题，我不知道如何解决，或者说至少没有找到如同循序渐进的C代码一样直截了当的解决方案。总之你看着办吧……反正我是承认了，函数式编程在某些情况下是笨拙的。在其他时候，它依然极其有用。