自从我去年开始学习f#和OCaml以来,我已经阅读了大量的文章,这些文章坚持认为设计模式(尤其是Java中的)是命令式语言中缺失特性的变通方法。我发现的一篇文章给出了相当有力的主张:

Most people I've met have read the Design Patterns book by the Gang of Four (GoF). Any self respecting programmer will tell you that the book is language agnostic and the patterns apply to software engineering in general, regardless of which language you use. This is a noble claim. Unfortunately it is far removed from the truth. Functional languages are extremely expressive. In a functional language one does not need design patterns because the language is likely so high level, you end up programming in concepts that eliminate design patterns all together.

函数式编程(FP)的主要特性包括函数作为一类值、curry化、不可变值等。在我看来,OO设计模式是否接近这些特性并不明显。

此外,在支持OOP的函数式语言(如f#和OCaml)中,使用这些语言的程序员显然会使用与其他OOP语言相同的设计模式。事实上,现在我每天都在使用f#和OCaml,我在这些语言中使用的模式与我在Java中使用的模式之间没有明显的区别。

函数式编程消除了对面向对象设计模式的需求这一说法是否属实?如果是这样的话,你能发布或链接到一个典型的OOP设计模式的例子及其功能对等物吗?


当前回答

正如公认的答案所说,OOP和FP都有其特定的模式。

然而,有一些模式是非常常见的,我能想到的所有编程平台都应该有。以下是一个(不完整的)列表:

Adapter. I can hardly think of a useful programming platform which is so comprehensive (and self-fulfilled) that it does not need to talk to the world. If it is going to do so, an adapter is definitely needed. Façade. Any programming platforms that can handle big source code should be able to modularise. If you were to create a module for other parts of the program, you will want to hide the "dirty" parts of the code and give it a nice interface. Interpreter. In general, any program is just doing two things: parse input and print output. Mouse inputs need to be parsed, and window widgets need to be printed out. Therefore, having an embedded interpreter gives the program additional power to customise things.

另外,我注意到在典型的FP语言Haskell中,有一些类似于GoF模式的东西,但名称不同。在我看来,这表明它们存在,因为在FP和OOP语言中都有一些共同的问题需要解决。

单子转换器和装饰器。前者用于向现有的单子中添加额外的能力,后者用于向现有的对象中添加额外的能力。

其他回答

GoF设计模式是为Simula 67的后代面向对象语言(如Java和c++)编写的变通方法。

设计模式处理的大多数“弊病”是由以下原因引起的:

statically typed classes, which specify objects, but are not themselves objects; restriction to single dispatch (only the leftmost argument is used to select a method, the remaining arguments are considered as static types only: if they have dynamic types, it's up to the method to sort that out with ad-hoc approaches); distinction between regular function calls and object-oriented function calls, meaning that object-oriented functions cannot be passed as functional arguments where regular functions are expected and vice versa; and distinction between "base types" and "class types".

在通用Lisp对象系统中,这些设计模式中没有一个不会消失,即使解决方案的结构本质上与相应的设计模式相同。(此外,该对象系统比GoF书早了十多年。Common Lisp在该书第一次出版的同一年成为了ANSI标准。)

就函数式编程而言,模式是否适用于它取决于给定的函数式编程语言是否具有某种对象系统,以及它是否模仿受益于模式的对象系统。这种类型的面向对象不能很好地与函数式编程相结合,因为状态的突变是最重要的。

构造和非突变访问与函数式编程兼容,因此与抽象访问或构造有关的模式可以适用:像工厂、Facade、代理、Decorator和访问者这样的模式。

另一方面,像状态和策略这样的行为模式可能不能直接应用于功能性OOP,因为状态突变是它们的核心。这并不意味着它们不适用;也许它们以某种方式与任何可用于模拟可变状态的技巧结合应用。

函数式编程不能取代设计模式。设计模式是不可替代的。

模式就是存在的;它们是随着时间的推移而出现的。GoF的书将其中一些正规化了。如果随着开发人员使用函数式编程语言而出现新的模式,那将是令人兴奋的事情,也许也会有关于它们的书籍。

在2013年的新书《函数式编程模式- In Scala and Clojure》中,作者Michael.B。Linn在很多情况下对GoF模式进行了比较和替换,并讨论了较新的功能模式,如“尾递归”、“记忆化”、“惰性序列”等。

这本书在亚马逊上有售。作为一个拥有几十年OO背景的人,我发现这本书内容丰富,令人鼓舞。

恕我说一句,函数式编程最重要的特点是,你只用表达式来编程——表达式中的表达式,表达式中的表达式,所有的表达式都计算到最后,最终的表达式“计算时使机器变热”。

以我之见,面向对象编程的最重要的特征是,您正在使用具有内部状态的对象进行编程。在纯函数中不能有内部状态——面向对象的编程语言需要语句来实现。(函数式编程中没有语句。)

你是在拿苹果和橘子作比较。面向对象编程的模式不适用于函数编程,因为函数式编程是使用表达式进行编程,而面向对象编程是使用内部状态进行编程。

甚至OO设计模式解决方案也是特定于语言的。

设计模式是编程语言无法解决的常见问题的解决方案。在Java中,单例模式解决单一的(简化的)问题。

在Scala中,除了Class,还有一个顶级的构造,叫做Object。它是惰性实例化的,只有一个。你不必使用单例模式来获得一个单例。这是语言的一部分。