今天这篇讲 Monads,对 C++ devs 来说是一个比较新的概念,也是一个比较难理解的概念。本文将概念和实践串起来讲,先讲抽象理论,后面讲具体实现和使用,以全面理解其定位。 Language 编程语言用于操作机器以辅助人类解决问题,主体是人和机器,目的是解决问题。人通过机器解决问题,编程语言是人和机器之间沟通的桥梁。 问题解决最基本的流程为定义问题、分析问题、寻找策略及选择策略。简单来说,你有一些东西,想通过一些行为,再得到一些东西。问题就是理想和现实之间的差距。 这其中最基本的构成要素就是东西和行为,也就是编程语言当中的数据和函数。一个大问题不可能通过一个行为就能解决,往往需要拆分为一个个小问题,再逐个击破,故根据问题复杂程度,数据和函数的数量也会随之变化。 主体虽分为人和机器,但却是由机器来完成具体工作。最初的语言,靠机器更近,尽管效率高,人和机器沟通起来却是多有不便;随后的语言,便靠人更近,使人和机器的沟通方式,更加接近人与人之间的沟通,这才简化了编程难度。 常言道,月满则亏,水满则溢,凡事过犹不及。太靠近机器的语言,尽管效率高,但却难以理解;太靠近人的语言,虽说易理解,效率却颇低。因此,只有在明确仅注重效率或简易的情况下,才会使用这类语言,许多语言其实都处于中间,保持效率的同时也避免太过复杂。 Imperative versus Declarative 由机器到人,编程语言是把机器所能识别的具体指令,抽象为人所能理解的词句。 声明式语言相比命令式语言,离人更近,命令式更关注具体,声明式更关注抽象。抽象是把不变的都封装起来,从而避免去写一个个重复的指令,比如原本想要修改 std::vector 的元素,你需要使用 if、for 等等指令,这些再往上抽象一层就是过滤和变换两个步骤,直接使用 v | filter | transform 则更加言简意赅。因此,声明式用起来要更加简洁,使人更加专注于问题解决步骤。 具体中包含了变与不变,抽象中提取了不变的部分。具体就像是白话文,抽象就像是文言文,前者通俗易懂,后者简洁精炼。命令式让人更加专注于行为的细枝末节,事无具细,一切尽在掌握之中;声明式让人更加关注于行为步骤,抽离细节,一切环环相扣。 也可以说命令式注重问题解决过程,而声明式注重问题解决结果。不关心过程,只想要结果,展现在语言上就是只调用接口,不关心实现。因此,从视角上来看,命令式更偏向于微观,声明式更偏向于宏观。宏观适合思考问题,微观适合解决问题,前者像是将军,只谋战略,后者则像是小兵,具体实施。 将无兵而不行,兵无将而不动。抽象与具体当中,虽然真正起作用的是具体的指令,但使用的却是抽象的接口。接口使来结构清晰,能更加专注于问题逻辑,跳出问题细节。抽象与具体紧密连接,只要抽象,抽象从何来?只要具体,具体何以用? 是以范式不同,本质是解决问题思维的不同,是侧重点的不同。 What is Monads C++ 有许多范式,面向过程、面向对象、泛型编程、函数式编程…… 许多人发现 Modern C++ 写来越发简单,这种简单写法就谓之 Modern,但这种简洁从何而来?本质就是范式的转变。 C++11 至今,C++ 已逐步从函数式编程中汲取了许多特性,Monads 就是其中非常重要的一个特性。C++23 中也加入不少 Monads,简化了一些原本较为繁琐的操作。 那么,什么是 Monads? 这个概念来自范畴论,称为单子,牵扯概念颇多,且不易理解,因此我们结合 C++… Continue Reading Monads in Modern C++, What, Why, and How