您正在讨论函数式编程中一个非常重要的主题，即执行I/O。许多纯语言是通过使用嵌入式领域特定语言来实现的，例如，一种子语言，其任务是编码可以产生结果的动作。

例如，Haskell运行时希望我定义一个名为main的操作，该操作由组成程序的所有操作组成。运行时然后执行此操作。大多数情况下，这样做只会执行纯代码。运行时将不时使用计算出的数据执行I/O，并将数据反馈回纯代码。

You might complain that this sounds like cheating, and in a way it is: by defining actions and expecting the runtime to execute them, the programmer can do everything a normal program can do. But Haskell's strong type system creates a strong barrier between pure and "impure" parts of the program: you cannot simply add, say, two seconds to the current CPU time, and print it, you have to define an action that results in the current CPU time, and pass the result on to another action that adds two seconds and prints the result. Writing too much of a program is considered bad style though, because it makes it hard to infer which effects are caused, compared to Haskell types that tell us everything we can know about what a value is.

示例:clock_t c = time(NULL);Printf ("%d\n"， c + 2);在Haskell中，vs. main = getCPUTime >>= \ C -> print (C + 2*1000*1000*1000*1000)操作符>>=用于组合动作，将第一个动作的结果传递给产生第二个动作的函数。这看起来很神秘，Haskell编译器支持语法糖，允许我们编写后面的代码如下:

type Clock = Integer -- To make it more similar to the C code

-- An action that returns nothing, but might do something
main :: IO ()
main = do
    -- An action that returns an Integer, which we view as CPU Clock values
    c <- getCPUTime :: IO Clock
    -- An action that prints data, but returns nothing
    print (c + 2*1000*1000*1000*1000) :: IO ()

后者看起来很有必要，不是吗?

这完全可以用纯功能的方式来完成。有几种方法可以做到这一点，但最简单的方法是让time函数不仅返回时间，还返回您必须调用以获得下一次时间测量的函数。

在c#中，你可以这样实现它:

// Exposes mutable time as immutable time (poorly, to illustrate by example)
// Although the insides are mutable, the exposed surface is immutable.
public class ClockStamp {
    public static readonly ClockStamp ProgramStartTime = new ClockStamp();
    public readonly DateTime Time;
    private ClockStamp _next;

    private ClockStamp() {
        this.Time = DateTime.Now;
    }
    public ClockStamp NextMeasurement() {
        if (this._next == null) this._next = new ClockStamp();
        return this._next;
    }
}

(请记住，这是一个简单的示例，而不是实际的示例。特别是，列表节点不能被垃圾收集，因为它们是由ProgramStartTime根的。)

这个“ClockStamp”类就像一个不可变的链表，但实际上节点是按需生成的，所以它们可以包含“当前”时间。任何想要测量时间的函数都应该有一个'clockStamp'参数，并且必须在其结果中返回其最近的时间测量值(这样调用者就不会看到旧的测量值)，如下所示:

// Immutable. A result accompanied by a clockstamp
public struct TimeStampedValue<T> {
    public readonly ClockStamp Time;
    public readonly T Value;
    public TimeStampedValue(ClockStamp time, T value) {
        this.Time = time;
        this.Value = value;
    }
}

// Times an empty loop.
public static TimeStampedValue<TimeSpan> TimeALoop(ClockStamp lastMeasurement) {
    var start = lastMeasurement.NextMeasurement();
    for (var i = 0; i < 10000000; i++) {
    }
    var end = start.NextMeasurement();
    var duration = end.Time - start.Time;
    return new TimeStampedValue<TimeSpan>(end, duration);
}

public static void Main(String[] args) {
    var clock = ClockStamp.ProgramStartTime;
    var r = TimeALoop(clock);
    var duration = r.Value; //the result
    clock = r.Time; //must now use returned clock, to avoid seeing old measurements
}

当然，这有点不方便，必须把最后的测量输入输出，输入输出，输入输出。隐藏样板文件的方法有很多，尤其是在语言设计级别。我认为Haskell使用这种技巧，然后通过使用单子隐藏丑陋的部分。

是的!你说对了!Now()或CurrentTime()或任何这种风格的方法签名都没有以某种方式显示引用透明性。但是通过对编译器的指令，它是由系统时钟输入参数化的。

通过输出，Now()可能看起来没有遵循引用透明性。但是系统时钟和它上面的功能的实际行为是坚持的 引用透明性。

大多数函数式编程语言都不是纯粹的，也就是说，它们允许函数不仅依赖于它们的值。在这些语言中，完全有可能有一个返回当前时间的函数。从你标记这个问题的语言中，这适用于Scala和f#(以及ML的大多数其他变体)。

在Haskell和Clean等纯语言中，情况就不同了。在Haskell中，当前时间不是通过函数，而是通过所谓的IO操作，这是Haskell封装副作用的方式。

在Clean中，它将是一个函数，但该函数将以一个世界值作为参数，并返回一个新的世界值(除了当前时间)作为结果。类型系统将确保每个世界值只能使用一次(并且每个消耗世界值的函数将产生一个新的世界值)。这样，每次调用time函数时都必须使用不同的参数，因此允许每次返回不同的时间。

不引入计划生育的其他概念就可以回答这个问题。

可能性1:time作为函数参数

一门语言包括

语言核心和 标准库。

引用透明性是语言核心的属性，而不是标准库的属性。它绝不是用那种语言编写的程序的属性。

使用OP的符号，应该有一个函数

f(t) = t*v0 + x0; // mathematical function that knows current time

他们会要求标准库获取当前时间，比如1.23，并以该值作为参数f(1.23)(或者只是1.23*v0 + x0，参考透明!)来计算函数。这样代码就能知道当前时间。

可能性2:返回值为时间

回答OP的问题:

函数式编程中是否存在时间函数(返回当前时间)?

是的，但是这个函数必须有一个参数，你必须用不同的输入来计算它，这样它就会返回不同的当前时间，否则它就违反了FP的原则。

f(s) = t(s)*v0 + x0; // mathematical function t(s) returns current time

这是我上面所描述的另一种方法。但话又说回来，首先获取这些不同输入的问题仍然归结为标准库。

可能性3:函数式响应式编程

其思想是函数t()计算为与函数t2配对的当前时间。当需要当前时间时，调用t2()，它会给函数t3，以此类推

(x, t2) = t(); // it's x o'clock now
...
(x2, t3) = t2(); // now it's already x2 o'clock
...
t(); x; // both evaluate to the initial time, referential transparency!

关于FP还有更多，但我认为这超出了op的范围。例如，如何要求标准库计算一个函数，并以纯函数的方式对其返回值进行操作:这是关于副作用而不是参考透明度的。

“当前时间”不是一个函数。它是一个参数。如果您的代码依赖于当前时间，这意味着您的代码是由时间参数化的。