函數式編程語言是否適合圖形編程？

Question

對此非常好奇，從我自己的經驗來看，所有的圖形編程似乎都與C或C ++有關。 像Direct10X一樣。 函數式編程語言是否提供某種圖形庫來開發視頻游戲？

Answer 1

您可以使用函數式語言進行圖形/游戲編程，就像使用任何其他語言一樣。

這只是一個簡單的游戲，但我在Clojure中寫了Ironclad：Steam Legions ，作為游戲開發的函數式編程練習。

以下是我學到的一些課程/使用Clojure進行游戲編程的一般觀察：

• 你需要小心性能，因為游戲可能非常苛刻，而函數式語言確實會產生一些開銷。 對於大多數游戲來說，Clojure當然“足夠好”，但你需要知道保持代碼優化的技巧。 例如，函數式語言可能會產生大量的GC，從而產生大量臨時對象。 您需要學習訣竅以避免這種情況（例如，以避免創建新序列對象或利用原始算法的方式使用reduce）

• 可變性在游戲中很有用。 例如，如果您正在使用物理或平滑動畫做任何事情，那么您經常會有很多不斷變化的對象。 您可以使用功能/不可變數據結構來模擬這一點，但如果您關心性能，那么這不是一個好主意。 因此，值得了解如何使用函數式語言獲取可變數據，即使它不是慣用的（例如在Clojure中，您可能希望使用Java數組）

• 不可變的持久數據結構實際上也證明在游戲中非常有用。 在Ironclad中，整個游戲狀態存儲在一個不可變的數據結構中。 這允許一些很酷的技巧，比如有效地快照游戲狀態/即時撤消/及時倒退。

• Clojure非常適合游戲腳本 。 動態特性加上運行時編譯以及使用宏定義任意DSL的能力是一個巨大的勝利。 事實上，即使我用像Java這樣的OOP語言編寫游戲，我也會認真考慮使用Clojure（或其他Lisp）編寫腳本。

• Clojure 對於交互式開發來說非常棒 。 我經常發現自己在一個窗口中運行游戲，同時在REPL中破解正在運行的代碼。 改變游戲數據結構並立即看到效果很有趣！ 這個精彩的視頻還讓您體驗Clojure風格的開發。

• 至少在Clojure中，您經常需要將Java庫用於圖形 ，例如用於2D的Swing或用於3D的LWJGL。 在某些情況下，這些包裝已經存在，但我發現直接從Clojure中使用它們很容易。 畢竟，Java互操作就像(.methodName object arg1 arg2)一樣簡單

總而言之，我認為函數式語言是游戲開發的完美選擇，除了性能密集型游戲之外，為了更好地直接控制硬件，你仍然可以更好地使用C / C ++。

Answer 2

這是一個關於這個主題的好系列:( 4部分） 純功能逆向游戲 。 您可以在Clojure中使用此方法並使用底層Java游戲庫來操作圖形。

Answer 3

可能沒有人會關心這個現在五年前的問題，也許甚至不是原來的提問者。 但作為一個舊時代的Lisp插圖家伙，我想要權衡。標題提到“圖形編程”然后問題是關於游戲開發的庫。 值得注意的是，圖形編程包含許多與游戲編程無關的主題。 （例如，在Clojure中進行數據可視化將是“適用於圖形編程的函數式編程語言”的一個例子，而不是游戲編程。）基於函數的語言之間也有區別（比如Lisp，其中一切都是函數，但是允許副作用）和僅具有不可變數據類型（如Haskell或Clojure）的純函數語言。

當然，基於Lisp的圖形系統以“多范式”風格編寫，也就是說，不是純粹的功能/不可變。 例如，我在20世紀80年代早期在Symbolics工作，當時我們完全用Lisp制作了第一個“數字內容創建”（如Maya或AutoCAD）系統。 我1978年的碩士論文是關於一個基於Lisp的特定領域的程序動畫語言，稱為ASAS。 我們在Triple-I（信息國際公司）使用它來做早期的CGI工作，用於電影中的特效，包括1982年的TRON。 （這篇SIGGRAPH 論文對此進行了描述。）最后，游戲工作室Naughty Dog用一種名為Game Oriented Assembly Lisp（GOAL）的Scheme靈感語言編寫了幾個游戲（Crash Bandicoot，Jak和Daxter系列？）的游戲邏輯。

談到更現代化的努力，以及更嚴格的功能/不可變語言：“LambdaCube 3D是用於編程GPU（圖形處理單元）的類似Haskell的純功能域特定語言。”

在John Carmack在2013年Quakecon的主題演講中，他廣泛講述了（大約30分鍾）關於他對游戲開發的純功能語言的興趣和實驗。 他的觀點似乎是使用函數式編程有明顯的好處，但是存在一些挑戰，並且他在這條道路上沒有走得太遠以獲得強烈的意見。 他談到了試驗Haskell和Lisp。 本主題介於此視頻的 1：17：00-1：49：00之間。