Scala 中的副作用

Question

这些天我正在学习 Scala。我对 Haskell 有点熟悉，虽然我不能声称自己很了解。

对Haskell不熟悉的人的补充说明

我喜欢 Haskell 的一个特点是，不仅函数是一等公民，副作用（让我称之为动作）也是一等公民。执行时将赋予您a 类型值的操作属于特定类型IO a。您可以像传递任何其他值一样传递这些操作，并以有趣的方式将它们组合起来。

事实上，结合副作用是 Haskell 中对它们做某事的唯一方法，因为你无法执行它们。相反，将执行的程序是由main 函数返回的组合操作。这是一个巧妙的技巧，它可以让函数成为纯函数，同时让您的程序实际做一些事情而不是消耗能量。

这种方法的主要优点是编译器知道您执行副作用的代码部分，因此它可以帮助您捕获错误。

实际问题

在 Scala 中是否有某种方法可以让编译器类型为您检查副作用，例如，保证您不会在某个函数内执行副作用？

Answer 1

强制引用透明性的能力与 Scala 拥有与 Java 可互操作的类/对象系统的目标非常不兼容。

Java 代码可以以任意方式不纯（并且在 Scala 编译器运行时可能无法用于分析），因此 Scala 编译器必须假设 所有 外来代码是不纯的（为它们分配 @ 987654321@ 类型）。要使用对 Java 的调用来实现纯 Scala 代码，您必须将调用包装在与 unsafePerformIO 等效的内容中。这增加了样板，使互操作性变得不那么愉快，但它变得更糟。

必须假设所有 Java 代码都在 IO 中，除非程序员另有承诺，否则几乎会扼杀从 Java 类的继承。所有继承的方法都必须假定为IO 类型；这甚至适用于接口，因为 Scala 编译器必须假设在 Java 领域的某个地方存在不纯的实现。因此，您永远不能从 Java 类或接口派生具有任何非IO 方法的 Scala 类。

更糟糕的是，即使是在 Scala 中定义的类，理论上也可能存在一个在 Java 中定义的带有不纯方法的未跟踪子类，其实例可能会作为父类的实例传回 Scala。因此，除非 Scala 编译器能够证明给定对象不可能是由 Java 代码定义的类的实例，否则它必须假定对该对象的任何方法调用都可能调用由Java 编译器不遵守返回不在IO 中的结果的函数的规则。这将迫使几乎所有内容都在IO 中。但是将所有内容都放入IO 完全等同于在IO 中不放入任何内容，只是不跟踪副作用！

所以最终，Scala 鼓励你编写纯代码，但它并没有试图强制你这样做。就编译器而言，任何对任何东西的调用都会产生副作用。

Answer 2

不，这在 Scala 中原则上是不可能的，因为该语言不强制引用透明性——语言语义忽略了副作用。您的编译器不会为您跟踪和强制消除副作用。

您将能够使用tag some actions 的类型系统作为IO 类型，但是通过程序员的纪律，获得一些编译器支持，但没有编译器证明。