副作用

我们一直忽略了解释"！"的含义，但现在它的含义终于要揭晓了。这个 ! 表示这个对象是一个带有"副作用"的"过程"。过程是具有副作用的函数

f x = print! x # EffectError: 不能为函数分配有副作用的对象
# 提示: 将名称更改为 'f!'

上面的代码会导致编译错误。这是因为您在函数中使用了过程。在这种情况下，您必须将其定义为过程

p! x = print! x

p!, q!, ... 是过程的典型变量名以这种方式定义的过程也不能在函数中使用，因此副作用是完全隔离的

方法

函数和过程中的每一个都可以是方法。函数式方法只能对self进行不可变引用，而程序性方法可以对self进行可变引用 self 是一个特殊的参数，在方法的上下文中是指调用对象本身。引用 self 不能分配给任何其他变量

C!.
    method ref self =
        x = self # 所有权错误: 无法移出`self`
        x

程序方法也可以采取 self 的 ownership。从方法定义中删除 ref 或 ref!

n = 1
s = n.into(Str) # '1'
n # 值错误: n 被 .into 移动(第 2 行)

在任何给定时间，只有一种程序方法可以具有可变引用。此外，在获取可变引用时，不能从原始对象获取更多可变引用。从这个意义上说，ref! 会对self 产生副作用

但是请注意，可以从可变引用创建(不可变/可变)引用。这允许在程序方法中递归和 print! 的self

T -> T # OK (move)
T -> Ref T # OK (move)
T => Ref! T # OK (only once)
Ref T -> T # NG
Ref T -> Ref T # OK
Ref T => Ref!
T -> Ref T # NG
T -> Ref T # OK
T => Ref!

附录: 副作用的严格定义

代码是否具有副作用的规则无法立即理解直到你能理解它们，我们建议你暂时把它们定义为函数，如果出现错误，添加！将它们视为过程但是，对于那些想了解该语言的确切规范的人，以下是对副作用的更详细说明

首先，必须声明返回值的等价与 Erg 中的副作用无关有些过程对于任何给定的 x 都会导致 p!(x) == p!(x)(例如，总是返回 None)，并且有些函数会导致 f(x) ！ = f(x)

前者的一个例子是print!，后者的一个例子是下面的函数

nan _ = Float.NaN
assert nan(1) ! = nan(1)

还有一些对象，例如类，等价确定本身是不可能的

T = Structural {i = Int}
U = Structural {i = Int}
assert T == U

C = Class {i = Int}
D = Class {i = Int}
assert C == D # 类型错误: 无法比较类

言归正传: Erg 中"副作用"的准确定义是

访问可变的外部信息

"外部"一般是指外部范围； Erg 无法触及的计算机资源和执行前/执行后的信息不包含在"外部"中。"访问"包括阅读和写作

例如，考虑 print! 过程。乍一看，print! 似乎没有重写任何变量。但如果它是一个函数，它可以重写外部变量，例如，使用如下代码:

camera = import "some_camera_module"
ocr = import "some_ocr_module"

n = 0
_ =
    f x = print x # 假设我们可以使用 print 作为函数
    f(3.141592)
cam = camera.new() # 摄像头面向 PC 显示器
image = cam.shot!()
n = ocr.read_num(image) # n = 3.141592

将"camera"模块视为为特定相机产品提供 API 的外部库，将"ocr"视为用于 OCR(光学字符识别)的库直接的副作用是由 cam.shot!() 引起的，但显然这些信息是从 f 泄露的。因此，print! 本质上不可能是一个函数

然而，在某些情况下，您可能希望临时检查函数中的值，而不想为此目的在相关函数中添加 !。在这种情况下，可以使用 log 函数 log 打印整个代码执行后的值。这样，副作用就不会传播

log "this will be printed after execution"
print! "this will be printed immediately"
# 这将立即打印
# 这将在执行后打印

如果没有反馈给程序，或者换句话说，如果没有外部对象可以使用内部信息，那么信息的"泄漏"是可以允许的。只需要不"传播"信息

The Erg Book

副作用

方法

附录: 副作用的严格定义