1.3.3 了解程序的运行

在通常的命令式风格中，程序由对象组成，对象有内部状态，既可以经直接更改，也可以通过调用对象的方法更改。这意味着当我们调用一个方法时，很难知道这个操作影响了哪个状态。例如，在清单 1.1 的C# 代码片段中，我们创建了一个椭圆，获取它的边框，在返回的矩形上调用方法，最后，返回这个椭圆给调用者。

Listing 1.1 Working with ellipse andrectangle (C#)

Ellipse ellipse = new Ellipse(newRectangle(0, 0, 100, 100));

Rectangle boundingBox =ellipse.BoundingBox;

boundingBox.Inflate(10, 10);

return ellipse;

我们怎么能知道代码运行后，椭圆是什么状态，通过看代码吗？很难，因为 boundingBox 可能是指向是椭圆的边框[ 即引用类型]，Inflate 方法能够修改矩形，同时也就椭圆改变了；或者，矩形类型也许是值类型（在 C# 中，使用关键字 struct 声明），当我们把它赋值给变量时，它会被复制，这样 Inflate 方法就会不修改原来的矩形，其结果是返回一个新的矩形，因此第三行就不会有任何影响。

在函数式编程中，大部分数据结构是不可变的（immutable），这样，我们就不能修改。因此，椭圆或矩形创建以后，就不能改变了，唯一能做的就是用新建边框的方法创建一个新的椭圆。

这样，就容易了解程序的运行了，如清单 1.2 所示，如果椭圆和矩形都是不可变的，我们可以重写前面的代码段。正如你所看到的，了解程序的行为就变得更容易。

Listing 1.2 Working with immutable ellipseand rectangle (C#)

Ellipse ellipse = new Ellipse(newRectangle(0, 0, 100, 100));

Rectangle boundingBox =ellipse.BoundingBox;

Rectangle smallerBox =boundingBox.Inflate(10, 10);

return new Ellipse(smallerBox);

在用不可变类型写程序时，方法唯一能做的就是返回结果，它不能修改任何对象的状态。可以看到，由于 Inflate 方法的结果返回一个新的矩形，这样，就创建了一个新的椭圆，作为返回结果，椭圆的边框是修改后的。第一次用这种方法可能会感到有点陌生，但请记住，对于 .NET 开发人员来说，这并不是新思想。在 .NET 中，字符串可能是最著名的不可变类型，当然，还有很多例子，比如，日期时间和其他值类型。

函数式编程进一步发挥了这种思想，能够容易看到程序的运行，因为方法的结果能够完全说明方法在做什么。后面我们会详细说到不可变性，但先要讨论一个非常有用的领域：实现多线程应用。