我最近发现了FP错误(试图学习Haskell),到目前为止,我对我所看到的(一流函数、惰性求值和所有其他好东西)印象深刻。我还不是专家,但我已经开始发现对基本算法进行“功能性”推理比命令式推理更容易(而且我很难回到我必须回到的地方)。

The one area where current FP seems to fall flat, however, is GUI programming. The Haskell approach seems to be to just wrap imperative GUI toolkits (such as GTK+ or wxWidgets) and to use "do" blocks to simulate an imperative style. I haven't used F#, but my understanding is that it does something similar using OOP with .NET classes. Obviously, there's a good reason for this--current GUI programming is all about IO and side effects, so purely functional programming isn't possible with most current frameworks.

My question is, is it possible to have a functional approach to GUI programming? I'm having trouble imagining what this would look like in practice. Does anyone know of any frameworks, experimental or otherwise, that try this sort of thing (or even any frameworks that are designed from the ground up for a functional language)? Or is the solution to just use a hybrid approach, with OOP for the GUI parts and FP for the logic? (I'm just asking out of curiosity--I'd love to think that FP is "the future," but GUI programming seems like a pretty large hole to fill.)


当前回答

自从第一次提出这个问题以来,函数式响应式编程已经被Elm变得更加主流。

我建议你去http://elm-lang.org上看看,那里也有一些非常优秀的交互式教程,教你如何制作一个功能齐全的浏览器内GUI。

它允许您制作功能齐全的GUI,其中您需要自己提供的代码仅由纯函数组成。我个人认为它比各种Haskell GUI框架更容易上手。

其他回答

无论您使用的是f#或OCaml这样的函数/OO混合语言,还是Haskell这样的纯函数式语言(其中副作用被归为IO单子),大多数情况下,管理GUI所需的大量工作更像是“副作用”,而不是纯函数式算法。

也就是说,已经有一些关于功能性gui的可靠研究。甚至还有一些(主要)功能性工具包,如Fudgets或FranTk。

Haskell方法似乎只是包装命令式GUI工具包(如GTK+或wxWidgets),并使用“do”块来模拟命令式样式

这并不是真正的“Haskell方法”——这只是通过命令式接口最直接地绑定到命令式GUI工具包的方法。Haskell恰好有相当突出的绑定。

有几种比较成熟的,或者更具实验性的纯函数式/声明式gui方法,主要是在Haskell中,主要使用函数式响应式编程。

一些例子是:

reflex-platform, https://github.com/reflex-frp/reflex-platform 葡萄柚,http://hackage.haskell.org/package/grapefruit-ui-gtk 无功,http://hackage.haskell.org/package/reactive-glut wxFruit, http://hackage.haskell.org/package/wxFruit reactive-banana, http://hackage.haskell.org/package/reactive-banana

对于那些不熟悉Haskell、Flapjax、http://www.flapjax-lang.org/的人来说,http://www.flapjax-lang.org/是一个基于JavaScript的函数式响应式编程的实现。

像XUL这样的标记语言允许您以声明式的方式构建GUI。

实际上,我想说函数式编程(f#)对于用户界面编程来说是比c#更好的工具。你只需要稍微换个角度思考问题。

我在我的函数式编程书的第16章中讨论了这个主题,但是有一个免费的节选,它展示了(恕我直言)你可以在f#中使用的最有趣的模式。假设你想要实现矩形的绘制(用户按下按钮,移动鼠标并释放按钮)。在f#中,你可以这样写:

let rec drawingLoop(clr, from) = async { 
   // Wait for the first MouseMove occurrence 
   let! move = Async.AwaitObservable(form.MouseMove) 
   if (move.Button &&& MouseButtons.Left) = MouseButtons.Left then 
      // Refresh the window & continue looping 
      drawRectangle(clr, from, (move.X, move.Y)) 
      return! drawingLoop(clr, from) 
   else
      // Return the end position of rectangle 
      return (move.X, move.Y) } 

let waitingLoop() = async { 
   while true do
      // Wait until the user starts drawing next rectangle
      let! down = Async.AwaitObservable(form.MouseDown) 
      let downPos = (down.X, down.Y) 
      if (down.Button &&& MouseButtons.Left) = MouseButtons.Left then 
         // Wait for the end point of the rectangle
         let! upPos = drawingLoop(Color.IndianRed, downPos) 
         do printfn "Drawn rectangle (%A, %A)" downPos upPos }

这是一种非常必要的方法(在通常实用的f#风格中),但它避免使用可变状态来存储绘图的当前状态和存储初始位置。它可以做得更有功能,我写了一个库,作为我硕士论文的一部分,应该在几天后可以在我的博客上看到。

函数式响应式编程是一种更函数化的方法,但我发现它有点难以使用,因为它依赖于相当高级的Haskell特性(比如箭头)。然而,在大量的情况下,它是非常优雅的。它的局限性在于您不能轻松地对状态机进行编码(这是响应式程序的有用心理模型)。使用上面的f#技术,这是非常容易的。

函数式编程可能从我上大学的时候就开始了,但我记得函数式编程系统的主要观点是阻止程序员产生任何“副作用”。然而,用户购买软件是由于其产生的副作用,例如更新用户界面。