programming-languages - 可组合性在函数式编程中意味着什么？

Question

当函数式程序员说某件事可组合或不可组合时​​，他们的意思是什么？

我读过的一些此类陈述是:

• 控制结构不可组合。
• 线程无法组合。
• 一元操作是可组合的。

Answer 1

Marcelo Cantos gave a pretty good explanation ，但我认为可以做得更精确一些。

当多个实例可以以某种方式组合以产生相同类型的事物时，一种事物是可组合的。

控制结构可组合性。像 C 这样的语言对表达式和语句进行了区分，表达式可以使用运算符组合来生成新的表达式。 ，可以使用 if 等控制结构组成, for以及简单地按顺序执行语句的“顺序控制结构”。这种安排的问题在于，这两个类别并不处于平等的地位——许多控制结构都使用表达式(例如，由 if 计算的表达式来选择要执行的分支)，但表达式不能使用控制结构(例如，您无法返回 for 循环)。尽管想要“返回 for 循环”可能看起来很疯狂或毫无意义，但事实上，将控制结构视为可以存储和传递的一流对象的总体思想不仅是可能的，而且是有用的。在像 Haskell 这样的惰性函数语言中，控制结构像 if和for可以表示为普通函数，可以像任何其他术语一样在表达式中进行操作，从而使函数能够根据传递的参数“构建”其他函数，并将它们返回给调用者。因此，虽然 C(例如)将“程序员可能想做的事情”分为两类，并限制这些类别中的对象可以组合的方式，但 Haskell(例如)只有一个类别，并且没有施加这样的限制，因此从这个意义上说，它提供了更多的可组合性。

线程可组合性。我假设正如 Marcelo Cantos 所做的那样，您实际上是在谈论使用锁/互斥锁的线程的可组合性。这是一个稍微棘手的情况，因为从表面上看，我们可以拥有使用多个锁的线程；但重要的一点是，我们不能让使用多个锁的线程获得它们应有的保证。

我们可以将锁定义为一种可以对其执行某些操作的事物，这些操作具有某些保证。一个保证是:假设有一个锁对象x ，然后假设每个调用 lock(x) 的进程最终调用unlock(x) ，任何电话lock(x)最终将成功返回 x被当前线程/进程锁定。这种保证极大地简化了程序行为的推理。

不幸的是，如果世界上有不止一把锁，那就不再是真的了。如果线程A调用lock(x); lock(y);线程 B 调用 lock(y); lock(x);那么 A 可能会抢到锁 x B 捕获锁 y它们都将无限期地等待另一个线程释放另一个锁:死锁。因此，锁是不可组合的，因为当您使用多个锁时，您不能简单地声称这一重要保证仍然有效 - 不能在不详分割析代码以了解其如何管理锁的情况下。换句话说，您不能再将函数视为“黑匣子”。

可组合的东西很好，因为它们支持抽象，这意味着它们使我们能够推理代码而不必关心所有细节，从而减轻程序员的认知负担。