16、函数式设计与组合器库：纯函数式并行计算探索

函数式设计与组合器库：纯函数式并行计算探索

1. 函数式编程与库设计

函数式编程（FP）是一种影响程序编写和组织各个层面的理念。在之前的学习中，我们了解了FP的基础，以及仅使用纯函数如何影响程序的基本构建块，如循环、数据结构和异常处理等。现在，我们将探讨FP的假设如何影响库的设计。

我们将创建三个有用的库，分别用于并行和异步计算、程序测试以及文本解析。在这个过程中，不会有太多新的语法或语言特性，而是会大量运用之前学过的知识。我们的主要目标不是教授并行计算、测试和解析的具体内容，而是帮助你培养设计函数式库的技能，即使是在看起来与这里不同的领域。

函数式设计是一个复杂且迭代的过程，可能会有些曲折。我们希望展示函数式设计在现实世界中的进行方式。在设计自己的函数式库时，你可以按照自己的节奏，选择任何你想要的路径。当遇到设计选择的问题时，你可以通过各种方式思考其后果，比如进行小实验、创建原型等。函数式库设计没有绝对正确的答案，只有不同的设计选择，每个选择都有不同的权衡。

2. 纯函数式并行计算的必要性

现代计算机的CPU通常有多个核心，甚至有多个CPU，因此设计能够利用并行处理能力的程序变得比以往任何时候都更加重要。然而，并行程序之间的交互非常复杂，传统的执行线程间通信机制——共享可变内存，很难进行推理。这很容易导致程序出现竞态条件和死锁，难以测试，并且扩展性不佳。

为了解决这些问题，我们将构建一个纯函数式库，用于创建并行和异步计算。通过仅使用纯函数来描述并行程序，我们可以利用替换模型简化推理，使并发计算变得简单和有趣。

3. 设计目标与方法

我们的主要关注点是使库具有高度的可组合性和模块化。为此，