Programmazione funzionale e avventure testuali

Questa è principalmente una domanda teorica su FP, ma prenderò avventure testuali (come la vecchia scuola Zork) per illustrare il mio punto. Mi piacerebbe conoscere le tue opinioni su come modellare una simulazione stateful con FP.

Le avventure testuali sembrano davvero richiedere OOP. Ad esempio, tutte le "stanze" sono istanze di una Roomclasse, puoi avere una Itemclasse di base e interfacce come Item<Pickable>per cose che puoi portare e così via.

La modellizzazione del mondo in FP funziona in modo diverso, soprattutto se si desidera imporre l'immutabilità in un mondo che deve mutare man mano che il gioco procede (gli oggetti vengono spostati, i nemici vengono sconfitti, il punteggio aumenta, il giocatore cambia la sua posizione). Immagino un unico grande oggetto Worldche ha tutto: quali sono le stanze che puoi esplorare, come sono collegate, cosa sta portando il giocatore, quali leve sono state attivate.

Penso che un approccio puro sarebbe fondamentalmente passare questo grande oggetto a qualsiasi funzione e farlo restituire da loro (possibilmente modificato). Ad esempio, ho una moveToRoomfunzione che la ottiene Worlde la restituisce World.player.locationcambiata nella nuova stanza World.rooms[new_room].visited = Truee così via.

Anche se questo è il modo più "corretto", sembra imporre la purezza per il gusto di farlo. A seconda del linguaggio di programmazione, passare Worldavanti e indietro questo oggetto potenzialmente molto grande può essere costoso. Inoltre, potrebbe essere necessario che ogni funzione abbia accesso a qualsiasi Worldoggetto. Ad esempio, una stanza può essere accessibile o meno a seconda di una leva attivata in un'altra stanza perché potrebbe essere allagata, ma se il giocatore porta un giubbotto di salvataggio, può comunque entrarvi. Un mostro può essere aggressivo o meno a seconda che il giocatore abbia ucciso suo cugino in un'altra stanza. Ciò significa che la roomCanBeEnteredfunzione deve accedere World.player.invetorye World.rooms, describeMonsterdeve accedere World.monsterse così via (in pratica, è necessariopassare l'intero carico in giro). Questo mi sembra davvero richiedere una variabile globale, anche se questo è quasi un buon stile di programmazione soprattutto in FP.

Come risolveresti questo problema?

Ricorda che i linguaggi funzionali utilizzano strutture di dati e funzioni separate anziché oggetti. Ad esempio, avresti un set di stanze e un elenco di articoli dell'inventario come mondo.

Idealmente, limiteresti anche la quantità di dati che fornisci alle funzioni a quanto effettivamente richiedono il più possibile invece di passare dal mondo intero (supponi di estrarre una singola stanza rilevante dal tuo mondo; ovviamente mondi completamente interdipendenti possono essere difficili da separato). Il risultato verrebbe reincorporato nella struttura di dati mondiale, creando un nuovo stato. Non è possibile modellare lo stato senza usare state; come dici, alcune cose richiedono intrinsecamente una mutazione.

I linguaggi funzionali più pratici forniscono un modo per realizzare direttamente la mutazione (diciamo la monade ST in Haskell o i transitori in Clojure) o simularla in modo efficiente (spesso riutilizzando parti invariate della struttura dei dati (le strutture di dati predefinite di Clojure sono un buon esempio qui) ). In entrambi i casi viene mantenuta la purezza.

Poiché la quantità di stato che deve essere mutata sembra limitata, non mi preoccuperei troppo dei problemi di prestazioni e andrei con l'approccio funzionale ingenuo (forse già ottimizzato).

Un'opzione diversa che ho visto sarebbe quella di restituire solo le istruzioni per cambiare una parte del mondo dalle tue singole funzioni, e quindi aggiornare il tuo mondo in base a queste. Una serie di post sul blog che descrive questo è disponibile su http://prog21.dadgum.com/23.html .

Entrambe queste risposte si occupano più di come organizzare i cambiamenti che di non far passare il tuo intero mondo alle funzioni, perché uno perfettamente interdipendente non può essere segmentato per definizione - ma cerca di farlo nel miglior modo possibile nel tuo caso, che non è solo funzionale, ma anche buona pratica.

Io stesso, esaminerei sicuramente la capacità della lingua in questione di accedere a una qualche forma di database. La maggior parte degli eventi che accadono contemporaneamente per cambiare lo stato del mondo verrebbero semplicemente registrati su disco e non influenzerebbero l'attuale giocatore all'interno della stanza attuale (al di fuori di circostanze speciali come esplosioni o in un MMO, interruttori che aprono le porte da remoto, grida di altri giocatori, ecc.).

In quanto tale, l'attuale client deve solo essere consapevole Roomdell'oggetto e delle cose che lo influenzano direttamente. noticableEventsOutsideRoompotrebbe quindi essere semplicemente una sottoclasse Roominteressata dalle recenti modifiche al database e l'oggetto di gioco è diventato molto più piccolo.

La vera soluzione non è raccogliere tutto in un grande oggetto del mondo e poi passarlo in giro. Invece, ti consigliamo di specificare con precisione il tipo di funzione con cui hai a che fare. Ecco alcuni esempi:

BAD:
   f :: (World, Int) -> World

Good:
   f :: (Int,Int,Int,Int) -> World

Il cattivo esempio sta provando a modificare l'oggetto esistente, ma il buon esempio sta cercando di creare un mondo dallo spazio degli stati del tuo gioco. Fondamentalmente, per creare un mondo, è necessario conoscere tutti i dati necessari per selezionare il mondo corretto.