函数¶

Lumos 的函数基本上类似于其他现代编程语言中的函数，但它们具有更严格的纯度分类和权限系统，以确保代码的安全性和可维护性。

函数分类与纯度¶

Lumos 根据副作用和纯度将函数分为三类，分别使用不同的关键字定义：

def：纯函数。无副作用，输入相同则输出必相同。只能调用其他 def。
fun：逻辑纯函数。可有可回滚副作用（如内存分配）或不影响逻辑的副作用（如日志）。可调用 fun 和 def。
act：副作用函数。可执行 I/O、修改全局状态等。可调用所有函数。必须声明所需的权限（方括号 [] 内）。

纯度检查示例¶

def add(i32 a, i32 b) -> i32 = a + b;

fun calculate() {
    val x = add(1, 2);     // OK: fun can call def
    println(`Result: $x`); // Error: fun cannot call act `println`
}

act[io.out] main() {
    calculate();     // OK: act can call fun
    println("Done"); // OK: act can call act
}

函数修饰符¶

ovl：允许重载。默认情况下函数不可重载。若要重载，该名称对应的所有定义都必须显式带有此关键字。
unsafe fun：将可回滚副作用标记为逻辑纯，允许在 fun 中使用，但必须满足以下约束：
- 必须提供回滚块（在定义处强制），回滚动作需并发安全。
- 仅当权限列表为空时，才允许被 fun 调用；否则编译错误。
once? act / once! act：承诺该动作只执行一次。once? 在再次调用时忽略，once! 在再次调用时报错。在第一次显式调用时执行。

性能注意：once 包含编译期和运行时的双重检查，应避免在性能敏感的场景（如高频循环）中使用。

调试函数 `dbg`¶

Lumos 提供特殊伪函数 dbg 用于调试，不破坏函数纯度：

可在任何函数中调用，不视为副作用
编译期和运行时均输出到 stderr
发布模式下完全移除，无开销

def add(i32 a, i32 b) -> i32 {
    dbg(`adding $a and $b`);
    return a + b;
}

函数定义¶

基本语法¶

[ovl] def 函数名 with[捕获列表](参数列表) -> 返回类型 {函数体}
[ovl] fun 函数名 with[捕获列表](参数列表) -> 返回类型 {函数体}
[ovl] act 函数名 with[捕获列表](参数列表) -> 返回类型 {函数体}

[ovl]：可选，允许函数重载（该名称的所有定义都需此标记）
with[捕获列表]：可选，指定外部变量的捕获方式
(参数列表)：可选，无参时可省略或写 ()
-> 返回类型：可选，不返回值时推断为 unit

单语句定义¶

def 函数名(参数列表) = 表达式;

不返回函数¶

使用 - 标记永不返回的函数（调用 exit 或无限循环）：

act[io.out, sys.proc] fatal_error(string msg) - {
    println(msg);
    exit(1);
}

返回类型推断¶

所有 return 类型一致时可省略返回类型
无 return 语句时推断为 unit

Lambda 表达式¶

def with[捕获列表](参数列表) -> 返回类型 {函数体}
fun with[捕获列表](参数列表) -> 返回类型 {函数体}
act with[捕获列表](参数列表) -> 返回类型 {函数体}

Lambda 的纯度必须与所在作用域匹配。例外：def/fun 可接受 act 闭包参数，调用时若在 act 上下文中自动降级。

捕获与参数¶

捕获列表 with[...]：指定外部变量的捕获方式

默认仅捕获不可变变量（val/imv/lit），为引用捕获
可变变量（var）需显式声明捕获方式（引用或值捕获）

参数列表：

可省略（无参数）或写 ()
不能写作 (unit)

参数约束 `where`¶

使用 where 对参数进行范围限定，违反时抛出异常：

def sqrt(f32 x where x >= 0.0) -> f32 { /* ... */ }

约束表达式必须为纯表达式，仅使用参数和常量。编译器会尽可能在编译期验证，避免生成运行时检查。

成员函数修饰符¶

在成员函数中，可以使用 @ 符号标记函数对对象成员的访问权限：

@ro (Read-Only)：只能读成员变量，不能写。
@wo (Write-Only)：只能写成员变量，不能读。
@rw (Read-Write)：可读可写成员变量（默认）。
@rx (Read-Execute)：可读可执行成员变量，不能写。

class MyClass {
    i32 value;

    def@ro get_value() -> i32;

    act@wo set_value(i32 v) -> unit;
}

impl MyClass {
    def@ro get_value() -> i32 {
        return value; // 允许读
    }

    act@wo set_value(i32 v) -> unit {
        value = v; // 允许写
    }
}

异步函数¶

通过 async 修饰 fun 或 act（def 不支持异步）：

async fun：异步逻辑纯函数，用于耗时计算
async act：异步副作用函数，允许异步 I/O 操作

async fun compute_pi(i32 precision) -> f64 { /* ... */ }
async act[net.http.client] fetch_url(string url) -> string {
    val content = await network.get(url);
    return content;
}

调用简写¶

无参数函数可省略括号：rand() → rand
单参数函数可省略括号：println("text") → println "text"

编码指南¶

单一职责：一个函数只做一件事
长度：不超过 20 行，过长则拆分
无全局依赖：便于测试和维护
参数数量：通常不超过 3 个，最多 6 个；过多用结构体传参
避免无边界指针参数，除非必要
接口设计：使用 fun 而非 def，以方便隐藏必要的副作用和内存分配

参见：副作用权限系统

函数¶