功能响应式编程语言规范

Question

我正在考虑在某个时候创建一个功能性反应框架。 我已经阅读了很多关于它的内容并看到了一些示例，但我想清楚地了解这个框架必须做什么才能被视为 FRP 扩展/dsl。 我并不真正关心实施问题或细节等，而是更关心在完美世界情况下需要什么。

理想的函数式反应式编程语言的关键操作和品质是什么？

Answer 1

我很高兴您首先询问规范而不是实施。 关于 FRP 是什么，有很多想法。 对我来说，这一直是两件事：（a）外延和（b）时间连续。 许多人放弃了这两个属性，并用各种实现概念来识别 FRP，在我看来，所有这些都是无关紧要的。 为了减少混淆，我希望看到术语“函数式反应式编程”被更准确和描述性的“指示性、连续时间编程”（DCTP）取代，正如 Jake McArthur 在去年的一次谈话中所建议的那样。

通过“外延”，我的意思是建立在精确、简单、独立于实现的组合语义之上，该语义准确地指定了每种类型和构建块的含义。 然后，语义的组合性质决定了构建块的所有类型正确组合的含义。 对我来说，外延是函数式编程的核心和本质，是实现精确和易于推理的原因，因此是正确性、推导和优化的基础。 Peter Landin 建议将“外延”作为模糊术语“函数式”的实质性替代，以及一种将深度/真正函数式编程与仅仅具有函数式外观的符号区分开来的方法。 有关 Landin 的一些引述和论文参考，请参阅此评论。

关于连续时间，请参阅帖子为什么要使用连续时间进行编程？ 以及我在此页面上 AshleyF 的回答中的引述。 考虑到计算机的离散性，听到连续时间的想法在某种程度上不自然或不可能实现的说法，我一次又一次地感到惊讶。 这种思路让我觉得很奇怪，尤其是来自 Haskellers 时，原因如下：

• 使用惰性函数式语言，我们随意地在有限机器上用无限数据进行编程。 结果，我们得到了可爱的模块化，正如 John Hughes 的经典论文Why Functional Programming Matters中所说明的那样。
• 在连续空间中编程的例子有很多，例如矢量图形，还有Pan之类的东西。
• 我喜欢我的程序反映我对问题空间的看法，而不是对执行程序的机器的看法，我倾向于期望其他高级语言程序员也能分享这种偏好。 （“当程序需要关注不相关的内容时，编程语言是低级的。” - Alan Perlis）

自TBAG和ActiveVRML （第一个 DCTP/FRP 系统）和后来的Fran以来，我一直在制作用于连续时间编程的库。 很容易正确实施。 连续建模 Animation 的功能实现一文中描述了几种不同的方法。 有效地（并且仍然正确地）实施连续时间是另一回事。 特别是避免重新计算不变的值。 （请参阅论文推拉功能反应式编程。）

有关相关说明，请参阅我对响应式编程和功能响应式编程之间的区别和什么是（功能）响应式编程？ 更新：有关连续时间为何重要的更多信息，请参阅这些说明。 更新：另见，我的 2015 年演讲FRP 的本质和起源（以及链接在那里的相关演讲）。

祝您探索顺利，如果您有任何问题，请告诉我。 我的联系信息在我的主页上。

Answer 2

我假设您可能已经看过Matthias Felleisen 关于函数式 I/O 的演讲并阅读了他的论文。 我认为他是一个非常务实和美丽的方法。 希望您也偶然发现了Conal Elliott的一些出色作品。

我个人的要求是系统是完全纯净的。 也就是说，所有的行为都是由纯world->world函数定义的，所有的实现或可视化都是由world->visual函数定义的； 其中visual是来自系统的output的一些 static 描述。

我的另一个主要功能是历史调试器。 维护world状态的历史并能够从任何时间点重播应该是相对微不足道的。

一个非常有趣的研究领域（我相信一个未解决的问题）是使用连续时间，而不是在一些离散的时钟滴答上迭代world->world函数。 我曾经在 FRP 上发表过几篇博文， Conal Elliott留下了以下发人深省的评论：

我喜欢指称/功能方法，以实现可组合性和语义清晰。 出于同样的原因，我更喜欢连续的时间和空间而不是离散的时间和空间。 在所有这些情况下，不太像机器的公式很好地将其基于机器的演示的内容与方式分开。

解决这个问题，您将成为英雄！