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【CSDN 编者按】面向对象编程的流行是计算机科学领域的不幸，它对现代经济造成了极大的破坏，造成了数万亿美元的间接损失。在过去的三十年中，几乎所有行业都因潜在的面向对象编程危机而受到影响。
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C++和 Java 可能是计算机科学领域最大的错误。就连面向对象的创建者 Alan Kay 都曾对这两门语言提出了严厉的批评。然而，C++和 Java 都是比较主流的面向对象语言。面向对象编程的流行是计算机科学领域的不幸，它对现代经济造成了极大的破坏，造成了数万亿美元的间接损失。在过去的三十年中，几乎所有行业都因潜在的面向对象编程危机而受到影响。为什么面向对象编程如此危险？下面我们一起来寻找答案。2007 年 9 月，美国 Jean Bookout 驾驶的 2005 款凯美瑞突然失控，Bookout 尝试刹车但是失败，最终发生了碰撞事故，导致车内另一人身亡，Bookout 受伤。然而，此案只是丰田在美上百起车辆意外加速投诉的其中之一。在 Bookout 事件调查的过程中，原告方聘请了两位软件专家，他们花了将近 18 个月的时间来研究丰田代码。最终，他们都形容丰田代码库为“面条式代码”（Spaghetticode），程序的流向就像一盘面条一样扭曲纠结在一起。软件专家演示了大量丰田软件可能导致意外加速的情况。最终，丰田被迫召回 900 多万辆汽车，赔付款项高达 30 多亿美元。
面条式代码有什么问题？
然而，丰田并不是唯一一家有面条式代码问题的公司。曾经有两架波音 737 Max 飞机坠毁，造成 346 人死亡，损失超过 600 亿美元。这两起事件的原因也出在了软件 bug 上，而且都是由面条式代码引起的。面条式代码困扰着全世界上许许多多的代码库，包括飞机、医疗设备以及核电站上运行的代码。程序代码不是为机器编写的，而是为人类编写的。Martin Fowler 曾说过：“任何傻瓜都可以编写计算机能够理解的代码。但只有优秀的程序员可以编写人类能够理解的代码。”如果代码不能正常运行，那说明出了问题。但是，如果人们不理解代码，那么它肯定会出问题。迟早的事儿。此处，我们来谈论一下人类的大脑。人脑是世界上最强大的机器。但是，它有其自身的局限性。我们的工作记忆是有限的，人脑一次最多只能思考 5 件事。这意味着，程序代码的编写方式不应该超出人脑的局限。然而，面条式代码导致人类无法理解代码库。这就会埋下深远的祸根，因为我们不清楚某些代码变动是否会引发问题。我们无法运行详尽的测试，找出所有缺陷，甚至没有人知道这样的系统是否能正常工作。即便系统能够正常工作，我们也不明白为什么。
面条式代码的起因
为什么经过一段时间的发展之后，代码库会出现面条式代码？因为熵。宇宙中的一切都变得混乱无序。就像电缆终将乱如一团麻，我们的代码最终也将变得混乱不堪。除非我们施加足够的约束。为什么高速公路有时速限制？这是为了防止我们撞车。为什么道路上有交通信号？为了防止人们走错路，为了防止事故发生。编程也一样。这样的约束不应让程序员来决定，应该通过工具自动实现，或者理想情况下通过编程范例本身来实现。
为什么面向对象是万恶之源？
我们怎样才能施加足够的约束，防止面条式代码的出现？两个办法：手动或自动。手动很容易出错，人类难免会犯错。因此，我们理应自动执行此类约束。然而，面向对象编程并不是我们一直在寻找的解决方案。它没有提供任何约束来帮忙解决代码扭曲纠缠的问题。一个人可以精通各种面向对象编程的最佳实践，例如依赖注入、测试驱动的开发、领域驱动的设计等（这些实践确实有帮助）。但是，这些都不是由编程范例本身来强制执行的（而且也没有相应的工具来强制执行最佳实践）。面向对象编程内部没有任何功能可以帮助我们预防面条式代码，封装只是隐藏和打乱了程序的状态，只会让情况变得更糟。继承带来了更多的混乱。面向对象编程的多态性更是火上浇油，我们根本不知道程序运行时会采用哪种确切的执行路径。特别是在涉及多个继承级别时。面向对象进一步加剧了面条式代码的问题在大多数面向对象编程语言中，默认情况下一切都是通过引用共享的。这实际上将一个程序变成了一个庞大的全局状态。这与面向对象原本的思想背道而驰。面向对象的创建者 Alan Kay 拥有生物学的背景。他想到了一种语言（Simula），可以让我们按照生物细胞的组织方式编写计算机程序。他希望有独立的程序（细胞）通过相互发送消息进行通信。独立程序的状态永远不会与外界共享（封装）。AlanKay 从来也没想过让“细胞”直接进入其他细胞的内部做任何修改。但现代面向对象编程就这么干了，因为在现代面向对象编程中，默认情况下，一切都是通过引用共享的。这也意味着破坏正常功能的错误无法避免。修改程序的某一部分就会破坏其他功能（这在函数式编程等其他编程范例中很少见。）我们可以清楚地看到，现代面向对象编程本质上就存在很大的缺陷。它不仅会让你在日常工作中痛苦不堪，而且还会让你夜不成寐。
可预测性
面条式代码是一个重大的问题。面向对象的代码特别容易形成面条式。面条式代码导致软件无法维护，但这只是问题的一部分。此外，我们还希望软件具有可靠性，以及可预测性。任何系统的用户都应该享受相同的、可预测的体验。踩下油门，汽车就会加速；相反，踩刹车，汽车就会减速。用计算机科学术语来说，我们希望汽车的行为是确定的。我们非常不希望汽车表现出随机行为，例如加速器无法加速，或制动器不能减速（丰田的问题）。即使此类问题发生的概率非常低。然而，大多数软件工程师的心态都是“我们的软件要足够好，才能让客户继续使用。”我们能做的只有这么多吗？当然不是，我们应该做得更好！然而，首先最起码应该解决程序的不确定性。
不确定性
在计算机科学中，确定性算法指的是针对相同的输入，算法始终能够表现出相同的行为。而不确定性算法恰恰相反，即便输入相同，每次运行算法也会表现出不同的行为。console.log( 'result', computea(2) );console.log( 'result', computea(2) );console.log( 'result', computea(2) );
无需在意上述函数的具体功能，你只需要知道对于相同的输入，它总是会返回相同的输出。下面，我们看一看另一个函数 computeb：console.log( 'result', computeb(2) );console.log( 'result', computeb(2) );console.log( 'result', computeb(2) );console.log( 'result', computeb(2) );
这一次，这个函数在面对相同的输入时，却给了不同的输出。这两个函数之间有什么区别？前者针对相同的输入，总是能给出相同的输出，就像数学函数一样。换句话说，这个函数是确定的。而后者则不一定会输出预期的值，换句话说，这个函数是不确定的。不依赖外部状态的函数百分百都是确定的。
只调用其他确定的函数的函数也是确定的。
function computea(x) { return x * x;} function computeb(x) { return Math.random()< 0.9 ? x * x : x;}
在上述示例中，computea 是确定的，它总是能够针对相同的输入给出相同的输出。因为它的输入只取决于参数x。而 computeb 是不确定的，因为它调用了另一个不确定的函数Math.random()。我们怎么知道 Math.random()是不确定的？因为这个函数会根据系统时间（外部状态）来计算随机值。而且，它也没有参数，只取决于外部状态。确定性与可预测性之间有什么联系？确定的代码就是可预测的代码。不确定的代码就是不可预测的代码。
从确定的到不确定的
function add(a, b) { return a + b;};
我们可以确定，输入(2,2)的结果总是等于 4。我们为什么能确定？在大多数编程语言中，加法操作都是通过硬件实现的，换句话说，CPU 会负责计算结果始终保持不变。除非我们需要处理浮点数的比较（但这是另一个话题，与不确定性问题无关）。这里，我们只讨论整数。硬件非常可靠，因此我们可以放心加法的结果正确无误。const box = value => ({ value }); const two = box(2);const twoPrime = box(2); function add(a, b) { return a.value +b.value;} console.log("2 + 2' == " + add(two, twoPrime));console.log("2 + 2' == " + add(two, twoPrime));console.log("2 + 2' == " + add(two, twoPrime));
function add(a, b) { a.value += b.value; return a.value;} console.log("2 + 2' == " + add(two, twoPrime));console.log("2 + 2' == " + add(two, twoPrime));console.log("2 + 2' == " + add(two, twoPrime));
发生了什么？突然间，函数的结果就不可预测了！第一次运行没有问题，但是后面每次运行得到的结果都是不可预测的。换句话说，这个函数不再具备确定性。为什么突然变成不确定的？这是因为我们修改了函数作用域之外的一个值，函数出现了副作用。
总结一下确定的程序可确保 2 + 2 == 4。换句话说，给定输入(2, 2)，函数 add 必然会输出 4。无论这个函数被调用多少次，无论是否并行调用该函数，也无论函数外部是什么状况，它必然会输出 4。不确定的程序则恰好相反，在大多数情况下，add(2, 2)将返回 4。但有时，该函数可能会返回 3、5，甚至 1004。程序中万万不能出现不确定性，我希望你明白为什么。不确定的代码有什么后果？它们会引发软件缺陷，也就是常说的 bug。遇到 bug，开发人员需要浪费大量宝贵的时间来调试代码，如果将这类代码投入生产，则会大大降低客户体验。为了让我们的程序更可靠，首先应该解决不确定性的问题。
副作用
什么是副作用？通常意义的副作用是指如果你因头痛而服用药物，但这种药物让你感到恶心，那么恶心就是一种副作用。简而言之，副作用就是不良反应。想象一下，你买了一台计算器。带回家后却发现这不是一台简单的计算器。你输入 10 * 11，而它却输出了 110，同时在你耳边大叫“一百一十”。这就是副作用。接着，你输入 41+ 1，它输出了 42，但又喊道“四十二，死掉。”这也是副作用。你带着满脸的疑惑，打电话叫外卖，结果这台计算器偷听到了你的电话，大声说“好的”，然后还帮你下了订单。这也是副作用。function add(a, b) { a.value += b.value; return a.value;}
这个函数执行了预期的操作，即 a 加 b。但是，它也有副作用。因为在执行a.value+ = b.value 后，对象 a 会发生变化。假设刚开始的是 a.value=1，则第一次调用完成后，a.value=2。而且第二次调用后，它的值会再次变化。
纯粹
在讨论了确定性和副作用后，我们再来看一看纯粹。纯函数是确定的，而且没有副作用。纯函数有什么优点？它们是可预测的。因此，非常易于测试（无需编写模拟函数和桩函数）。理解纯函数非常容易，不需要将整个应用程序状态都装入大脑。你只需要考虑眼前的函数。编写纯函数也很容易（因为它们不会修改任何范围之外的数据）。纯函数非常适合并发，因为函数之间没有共享状态。另外，重构纯函数也很简单，只需复制和粘贴，无需复杂的 IDE 工具。
面向对象编程是否是纯粹的？为了举例说明，我们看两个面向对象的特性：getter和setter。getter 的结果取决于外部状态，也就是对象状态。每次调用 getter，得到的结果都不相同，具体取决于系统的状态。因此，getter 本质上是不确定的。setter会修改对象的状态，因此它们本质上就带有副作用。这意味着面向对象所有的方法（除静态方法外）或者是不确定的，或者会带来副作用。因此，面向对象编程并不纯粹，它与纯粹背道而驰。
银弹
虽然软件世界里困难重重，但我们仍存一线希望，即便无法解决所有的问题，至少也可以解决大多数问题。但是，只有当你愿意学习和应用，才能成功。银弹的定义是什么？就是可以解决所有问题的灵丹妙药。经过千百年的努力，数学界也有银弹。如果不确定性（即不可预测）成为现代科学的支柱，那你觉得我们的世界能走多远？可能不会太远，或许我们还停留在中世纪。医学界就经历过这样的情况，过去我们没有严格的试验来证实特定的治疗方法或药物的功效。不幸的是，如今的软件行业与过去的医学太相似了。现代软件行业的基础非常脆弱，也就是所谓的面向对象编程。我们希望软件也能够像医学一样，找到坚实的基础。
坚实的基础
在编程世界中，我们也可以拥有像数学一样可靠的基础吗？可以！我们可以将许多数学概念直接转化为编程，并以此为基础，也就是我们所说的函数式编程。函数式编程是编程界的数学，它是非常牢固且强大的基础，可用于构建可靠且健壮的程序。是什么让函数式编程如此强大？这种编程方式的基础是数学，尤其是 Lambda 演算。做个比较，现代面向对象编程的基础是什么？Alan Kay 的面向对象编程基于的是生物细胞。但是，现代 Java/C#的基础是一套荒谬的思想，比如类、继承和封装等，这些并非源自 Alan Kay 最初的思想。反观函数式编程，它的核心构件是函数，而且在大多数情况下是纯函数。纯函数是确定性的，因此它们是可预测的。这意味着由纯函数组成的程序将是可预测的。这倒不是说函数式编程没有 bug，但是如果程序中存在 bug，那也是确定的，即对于相同的输入始终会引发相同的 bug，因此非常容易修复。
代码是如何执行到这一步的？
以前，在过程式编程和函数式编程出现之前，goto 语句广泛用于编程语言中。goto 语句允许程序在执行的过程中跳至代码的任何部分。因此，开发人员很难回答：“代码是如何执行到这里的？”而且 goto 语句引发了大量 bug。如今，面向对象编程也有这个问题。在面向对象编程中，一切都是通过引用传递的。从理论上讲，这意味着任何对象都有可能被其他对象修改（面向对象编程对此没有任何约束）。封装根本没有帮助，它只不过是调用一种方法来更改某些对象的字段。这意味着，程序中的依赖关系很快就会乱成一锅粥，整个程序都会成为一个大型的全局状态。有什么办法可以解决这个问题吗？没错，就是采用函数式编程。过去曾经许多人对于停止使用 goto 的建议都有抵触，就像如今很多人会反对函数式编程和不可变状态的思想。
面条式代码怎么办？
在面向对象编程中，“组合优于继承”被视为最佳实践。从理论上讲，这类的最佳实践有助于改善面条式代码。然而，这只是“最佳实践”，面向对象的编程范例本身没有任何约束，强制人们遵守这类最佳实践。团队中的初级开发人员是否遵循这类最佳实践，完全看个人，或者你在代码审查中强制实施。函数式编程如何？在函数式编程中，函数组合（和分解）是构建程序的唯一方法。这意味着编程范例本身会强制执行组合。这正是我们一直在寻找的解决方案。函数调用其他函数，大函数始终由小函数组成。组合在函数式编程中是很自然的选择。此外，在这种方式下，重构的难度也会降低，只需剪切代码，然后将其粘贴到新函数中即可。无需管理复杂的对象依赖项，也不需要复杂的工具（例如Resharper）。我们可以看出，要想更好地组织代码，选择面向对象编程并不明智，函数式编程明显更胜一筹。
现在就开始行动
如果我知道我乘坐的汽车运行的软件是由面向对象编程语言编写的，我会感到害怕；知道我和家人乘坐的飞机使用了面向对象的代码，也会让我感到不安。我们应该采取行动，认识到面向对象编程的危险，并努力学习函数式编程。我知道这个过程很漫长，至少需要十年才能做出转变。但我相信在不久的将来，终有一天面向对象编程会退出这个舞台，就像如今的 COBOL 一样。参考链接：https://suzdalnitski.medium.com/oop-will-make-you-suffer-846d072b4dce
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