函数式编程：如何处理函数式编程中的异常或其等价物

Question

假设，我有以下代码。

public int divide(int dividend, int divisor) {
    if( divisor == 0 || (dividend == Integer.MIN_VALUE && divisor == -1)) 
          throw new DivisionException();
    return dividend/divisor;
}

如何在函数式编程中编写这个？

我有一个类似于上面用 Java 编写的逻辑，并希望将其迁移到 Haskell/Clojure 中的功能代码。 在divide的调用者中如何处理？

我知道上面的代码是完全命令式的。编写它并没有考虑到将来将其迁移到 FP。

请用 Haskell 或 Clojure 中的示例代码告诉我。

Answer 1

下面展示了你如何在 Haskell 中做到这一点。

根据类型 siginure divide :: Int -> Int -> Either [Char] Int，您可以看到函数 divide 将返回 Left string 或 Right Int。

Either 是一个代数数据结构，还有更多，您可以自己编写。

divide :: Int -> Int -> Either [Char] Int
divide dividend divisor
    | (divisor == 0) = Left "Sorry, 0 is not allowed :o"
    | (dividend == (minBound :: Int)) && (divisor == -1) = Left "somethig went wrong"
    | otherwise = Right (dividend `div` divisor)

main = do
    print (divide 4 2)                     -- Right 2
    print (divide 4 0)                     -- Left "Sorry, 0 is not allowed :o"
    print (divide (minBound :: Int) (-1))  -- Left "somethig went wrong"

你可以在repl.it上玩它

在 Haskell 中，您可以向 error "and your error message" 抛出错误，但这会使您的程序崩溃。这不是我们想要的。

Answer 2

在 Clojure(script) 中，您可以使用 Failjure 库，它提供了一种以纯功能方式处理异常的方法。

(ns stackoverflow
    (:require
      [failjure.core :as f]))

(defn divide
  [dividend divisor]
  (cond
    (zero? divisor) (f/fail "The divisor is 0; unable to perform operation.")
    (and (= Integer/MIN_VALUE dividend) (neg? divisor)) (f/fail "Unable to perform division with a negative dividend and divisor")
    :else (/ dividend divisor)))

(f/fail ..) 将返回一个Failure 对象，您可以将其用于错误处理。

Answer 3

divide 函数不完整：来自其输入域的一些值没有图像。

使函数总计

更改输出域，使其可以返回错误或数字。 调用者负责检查该值是真的数字还是错误。

在像 Clojure 这样的动态类型语言中，您可以返回 nil，但任何其他值也可以使用，只要您能将它与数字区分开来。 在像 Haskell 这样的静态类型语言中，如果需要，请使用 Data.Either 或您自己的数据类型。

• 检查是在 Haskell 中一致且静态地完成的。即使您确定除数不能为空，您也必须每次都进行检查。但是，您也可以有一个包装函数 must-divide，然后会在错误时引发异常。

• 在 Clojure 中，您可能会忘记检查 nil，这可能是由于错误或您对除数的了解比编译器更多。但是，您可以通过导出需要您考虑错误路径的 divide 宏来强制进行一致检查：

  (divide x y :on-error (throw ...))
  (divide x y :on-error default-value)
  

  ... 可以分别展开为：

  (or (maybe-divide x y) (throw ...))
  (or (maybe-divide x y) default-value)
  

  ...与

  (defn maybe-divide [dividend divisor]
    (and (not (zero? divisor)) 
         (or (not= Integer/MIN_VALUE dividend)
             (not= -1 divisor))
         (/ dividend divisor)))
  

抛出异常

数学运算被组合成更大的表达式：在其中添加显式错误处理路径很快就会变得不可读。 此外，您可能希望您的大部分操作都使用有效输入调用divide，并且不想在每次调用它时检查结果是否有效（例如，一些数学方程带有除数不会的证明可能永远为空）。在这种情况下，Clojure 和 Haskell 支持异常。这使您可以在调用堆栈中捕获更高层的错误，以防出现错误。

Answer 4

在 Clojure 中，这与 Java 并没有什么不同：

(defn divide
  [dividend divisor]
  (if (or (zero? divisor)
          (and (= Integer/MIN_VALUE
                  dividend)
               (= -1 divisor)))
    (throw (DivisionException.))
    (/ dividend divisor)))

您的代码没有改变任何变量，因此已经非常实用。异常也是 Clojure 的一部分，因为它采用了 JVM 的执行模型。