我读过维基百科上关于响应式编程的文章。我还读过一篇关于函数式响应式编程的小文章。这些描述相当抽象。
函数式响应式编程(FRP)在实践中意味着什么? 反应式编程(相对于非反应式编程?)由什么组成?
我的背景是命令式/OO语言,所以与此范例相关的解释将受到赞赏。
我读过维基百科上关于响应式编程的文章。我还读过一篇关于函数式响应式编程的小文章。这些描述相当抽象。
函数式响应式编程(FRP)在实践中意味着什么? 反应式编程(相对于非反应式编程?)由什么组成?
我的背景是命令式/OO语言,所以与此范例相关的解释将受到赞赏。
当前回答
关于响应式编程的简短而清晰的解释出现在Cyclejs -响应式编程中,它使用了简单和可视化的示例。
一个[模块/组件/对象]是反应性的意味着它是完全负责的 通过对外部事件的反应来管理自己的状态。 这种方法的好处是什么?这就是控制反转, 主要是因为[module/Component/object]对自己负责,使用私有方法来改进封装。
这是一个很好的起点,而不是一个完整的知识来源。从那里你可以跳到更复杂和更深入的文件。
其他回答
对我来说,这是关于符号的2个不同的含义=:
在数学中,x = sint的意思是,x是sint的另一个名字。所以写x + y和sin(t) + y是一样的。函数式响应式编程在这方面就像数学:如果你写x + y,它是用t在使用时的任何值来计算的。 在类c编程语言(命令式语言)中,x = sin(t)是一个赋值:它意味着x存储在赋值时所取的sin(t)的值。
如果你想感受一下FRP,你可以从1998年的Fran教程开始,它有动画插图。对于论文,从函数反应动画开始,然后在我的主页上的出版物链接和Haskell wiki上的FRP链接上跟踪链接。
就我个人而言,我喜欢在讨论如何实施FRP之前思考它意味着什么。 (没有规范的代码是没有问题的答案,因此“甚至没有错”。) 因此,我没有像Thomas K在另一个答案(图、节点、边、触发、执行等)中那样用表示/实现术语描述FRP。 有许多可能的实现风格,但没有一种实现说明FRP是什么。
I do resonate with Laurence G's simple description that FRP is about "datatypes that represent a value 'over time' ". Conventional imperative programming captures these dynamic values only indirectly, through state and mutations. The complete history (past, present, future) has no first class representation. Moreover, only discretely evolving values can be (indirectly) captured, since the imperative paradigm is temporally discrete. In contrast, FRP captures these evolving values directly and has no difficulty with continuously evolving values.
FRP is also unusual in that it is concurrent without running afoul of the theoretical & pragmatic rats' nest that plagues imperative concurrency. Semantically, FRP's concurrency is fine-grained, determinate, and continuous. (I'm talking about meaning, not implementation. An implementation may or may not involve concurrency or parallelism.) Semantic determinacy is very important for reasoning, both rigorous and informal. While concurrency adds enormous complexity to imperative programming (due to nondeterministic interleaving), it is effortless in FRP.
那么,什么是FRP? 你可以自己发明的。 从这些想法开始:
Dynamic/evolving values (i.e., values "over time") are first class values in themselves. You can define them and combine them, pass them into & out of functions. I called these things "behaviors". Behaviors are built up out of a few primitives, like constant (static) behaviors and time (like a clock), and then with sequential and parallel combination. n behaviors are combined by applying an n-ary function (on static values), "point-wise", i.e., continuously over time. To account for discrete phenomena, have another type (family) of "events", each of which has a stream (finite or infinite) of occurrences. Each occurrence has an associated time and value. To come up with the compositional vocabulary out of which all behaviors and events can be built, play with some examples. Keep deconstructing into pieces that are more general/simple. So that you know you're on solid ground, give the whole model a compositional foundation, using the technique of denotational semantics, which just means that (a) each type has a corresponding simple & precise mathematical type of "meanings", and (b) each primitive and operator has a simple & precise meaning as a function of the meanings of the constituents. Never, ever mix implementation considerations into your exploration process. If this description is gibberish to you, consult (a) Denotational design with type class morphisms, (b) Push-pull functional reactive programming (ignoring the implementation bits), and (c) the Denotational Semantics Haskell wikibooks page. Beware that denotational semantics has two parts, from its two founders Christopher Strachey and Dana Scott: the easier & more useful Strachey part and the harder and less useful (for software design) Scott part.
如果你坚持这些原则,我希望你能得到或多或少符合FRP精神的东西。
Where did I get these principles? In software design, I always ask the same question: "what does it mean?". Denotational semantics gave me a precise framework for this question, and one that fits my aesthetics (unlike operational or axiomatic semantics, both of which leave me unsatisfied). So I asked myself what is behavior? I soon realized that the temporally discrete nature of imperative computation is an accommodation to a particular style of machine, rather than a natural description of behavior itself. The simplest precise description of behavior I can think of is simply "function of (continuous) time", so that's my model. Delightfully, this model handles continuous, deterministic concurrency with ease and grace.
正确有效地实现这个模型是一个相当大的挑战,但那是另一个故事了。
在纯函数式编程中,没有副作用。对于许多类型的软件(例如,任何与用户交互的软件),在某种程度上副作用都是必要的。
在保持函数式风格的同时获得类似副作用的行为的一种方法是使用函数式响应式编程。这是函数式编程和响应式编程的结合。(你链接到的维基百科文章是关于后者的。)
响应式编程背后的基本思想是,有特定的数据类型表示“随时间”的值。涉及这些随时间变化的值的计算本身也具有随时间变化的值。
例如,您可以将鼠标坐标表示为一对随时间变化的整数值。假设我们有这样的东西(这是伪代码):
x = <mouse-x>;
y = <mouse-y>;
在任何时刻,x和y都是鼠标的坐标。与非响应式编程不同,我们只需要进行一次赋值,x和y变量将自动保持“最新”。这就是响应式编程和函数式编程协同工作的原因:响应式编程消除了对变量突变的需要,同时仍然允许您完成许多可以通过变量突变完成的工作。
如果我们在此基础上进行一些计算,得到的值也将是随时间变化的值。例如:
minX = x - 16;
minY = y - 16;
maxX = x + 16;
maxY = y + 16;
在这个例子中,minX总是比鼠标指针的x坐标小16。使用响应式感知库,你可以这样说:
rectangle(minX, minY, maxX, maxY)
一个32x32的方框将围绕鼠标指针绘制,并跟踪它的移动位置。
这是一篇关于函数式响应式编程的很好的论文。
就像电子表格一样。通常基于事件驱动框架。
和所有的“范式”一样,它的新颖性是有争议的。
根据我对参与者的分布式流网络的经验,它很容易陷入节点网络状态一致性的普遍问题,即你最终会陷入很多振荡并陷入奇怪的循环中。
这是很难避免的,因为一些语义意味着引用循环或广播,并且当参与者网络收敛(或不收敛)在某些不可预知的状态时,可能会非常混乱。
类似地,尽管具有定义良好的边缘,但可能无法到达某些状态,因为全局状态偏离了解决方案。2+2可能等于4,也可能不等于4,这取决于2是什么时候变成2的,以及它们是否一直是这样。电子表格具有同步时钟和循环检测。分布式参与者通常不会。
一切都很有趣:)。
Conal Elliott的论文《Simply efficient functional reactivity》(直接PDF, 233 KB)是一个相当好的介绍。相应的库也可以工作。
这篇论文现在被另一篇论文取代,推拉函数式反应性编程(直接PDF, 286 KB)。