势在必行的混合动力
纯粹的函数式编程语言不允许可变数据，但是一些计算更自然/直观地以一种命令式的方式表达 - 或者一种命令式的算法可能更有效。 我意识到大多数函数式语言都不是纯粹的，并且让你分配/重新分配变量并做一些必要的事情，但通常不鼓励它。
我的问题是，为什么不允许本地状态在本地变量中操作，但要求函数只能访问自己的本地和全局常量（或者只是在外部范围中定义的常量）？ 这样，所有函数都保持参照透明性（它们总是在给定相同参数的情况下给出相同的返回值），但是在一个函数中，计算可以用命令性术语表示（比如说，一个while循环）。
IO等仍然可以以正常的功能方式完成 - 通过monad或传递“世界”或“宇宙”令牌。
简短的回答是：有系统允许你想要的东西。 例如，你可以在Haskell中使用ST monad来完成它（如注释中所引用的那样）。
ST monad方法来自Haskell的Control.Monad.ST 。 用ST monad编写的代码可以在方便的地方使用引用（ STRef ）。 最好的部分是，你甚至可以在纯代码中使用ST monad的结果，因为它本质上是独立的（这基本上是你想要的问题）。
这种独立财产的证明是通过类型系统完成的。 ST monad携带状态线程参数，通常用类型变量s 。 当你有这样的计算时，你将得到一元结果，类型如下：
foo :: ST s Int
要把它变成纯粹的结果，你必须使用
runST :: (forall s . ST s a) -> a
您可以阅读这种类型，例如：给我一个s型参数无关紧要的计算，我可以在没有ST行李的情况下将计算结果返回给您。 这基本上保持了可变的ST变量不被转义，因为它们会携带s变量，这会被类型系统捕获。
这可以用于对基本可变结构（如向量包）实现的纯结构的良好效果。 人们可以在有限的时间内抛弃不变性来做一些改变潜在阵列的东西。 例如，可以将不可变的Vector与不纯的算法包结合起来，以保持就地排序算法的大部分性能特征，并且仍然可以获得纯度。
在这种情况下，它看起来像这样：
pureSort :: Ord a => Vector a -> Vector a
pureSort vector = runST $ do
mutableVector <- thaw vector
sort mutableVector
freeze mutableVector
thaw和freeze功能是线性时间复制，但这不会破坏整个O（n lg n）运行时间。 您甚至可以使用unsafeFreeze避免另一个线性遍历，因为可变向量不会再次使用。
我的问题是，为什么不允许本地状态在本地变量中操作，但要求函数只能访问自己的本地和全局常量（或者只是在外部范围中定义的常量）？
好问题。 我认为答案是可变本地人的实用价值有限，但可变堆分配数据结构（主要是数组）是非常有价值的，并构成许多重要集合的骨干，包括高效的堆栈，队列，集合和字典。 因此，仅向本地人限制突变不会赋予其他纯功能语言突变的任何重要益处。
在一个相关的说明中，交流顺序进程交换纯功能数据结构提供了两个世界的许多好处，因为顺序进程可以在内部使用突变，例如可变消息队列比任何纯功能队列快10倍。 例如，这在F＃中是惯用的，其中MailboxProcessor中的代码使用可变数据结构，但它们之间传递的消息是不可变的。
在这种情况下，排序是一个很好的案例研究。 C中的Sedgewick快速排序既简单又快速，比任何语言中最快的纯功能排序快数百倍。 原因是quicksort就地变异了数组。 可变的当地人无济于事。 大多数图算法都是一样的。
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