Question

从scala＆＃34;中的函数编程一书中，我看到＆＃34;参考透明＆＃34;的定义。表达式：

如果对于所有程序p，p中所有出现的e都可以被评估e的结果替换而不影响p的含义，则表达式e是引用透明的。

我有一些代码示例，我不确定它们是否具有引用透明性。

我将在可变类

的示例中使用scala.collection.mutable.StringBuilder

1

val x = new StringBuilder("Hello")

println(x.length)
println(x.length)

假设此处的代码是使用x的完整代码。

我可以说表达式x是一个参照透明表达式吗？

如果我更改所有x及其值new StringBuilder("Hello")，则程序的可观察行为不会更改：

val x = new StringBuilder("Hello")

println(new StringBuilder("Hello").length)
println(new StringBuilder("Hello").length)

2

val x = new StringBuilder("Hello")
val y = x.append("aaa")

假设此处的代码是使用x和y的完整代码。

我可以说y是参考透明的，因为它在程序中根本没用过吗？

第3

def getTheClassName(n:Int):String = {
  val x = new StringBuilder("hello")
  for(int i=0;i<n;i++) {
    x.append("world")
  }
  return x.getClass.getName
}

我可以说x是参考透明的吗？因为无论我如何用它的值替换它，返回值都不会改变。

PS：也许主要的问题是我不明白for all programs p的含义是什么，它是否意味着现有的完整代码？或者可能添加的任何可能的代码？

Answer 1

这意味着您可能编写包含该表达式的任何可能的程序p。恰当地，这应该根据语言或一组可能的程序来定义。因此，您的x在语言中是引用透明的，其中唯一有效的程序是您编写的。您的y在Scala子集中是引用透明的，您不允许在.append 上调用StringBuilder。但这些并不是特别有趣的语言。

大多数时候，当人们谈论＆＃34;引用透明＆＃34;表达式，它们（隐含地）意味着像Scalazzi safe subset of Scala这样的东西，它足以表达（所有？）有用的Scala程序，但足够安全，可以推理。因为当然，如果你被允许打电话，例如System.identityHashCode()，大多数据称是＆＃34;参考透明＆＃34;表达式实际上不是。

当然，最重要的定义是可操作的定义;什么是＆＃34;参考透明＆＃34;最终取决于你想用它做什么。一个重要的用例是编译器/库优化：我们不希望编译器执行您在示例1中给出的替换，因为对于大多数程序来说这＆＃34;优化＆＃34;会改变程序的含义。但是我们很高兴编译器通过内联不可变常量来优化我们的程序，因为我们的程序＆＃34;不应该＆＃34;＃34;取决于特定常数的identityHashCode是什么。

Answer 2

据我所知，表达＆＃39; e＆＃39;在引用方面是透明的，它是否适用于所有可能的程序＆＃39; p＆＃39;。

它可以是＆＃34;参考透明的＆＃34;对于具体的节目＆＃39; p＆＃39;，但如果你可以写另一个节目＆＃39; px＆＃39;这将违反＆＃34;替换规则＆＃34;，这意味着表达不是参照透明的。

  import scala.collection.mutable

  val b = new mutable.StringBuilder("Hello")
  def e = b.length

  def p0 = {
    val l1 = e
    val l2 = e
    l1 + l2
  }

  def p1 = {
    val l1 = e
    b.append("World")
    val l2 = e
    l1 + l2
  }

可以建立程序＆＃39; p＆＃39;这将违反＆＃34; e中的e可以用e＆＃34; - 这意味着＆＃39; e＆＃39;不是指称透明的。在可变状态下，构建此程序非常容易。

在p0中我们可以说e是参考透明的，但是p1很容易打破它。

我对可变类的“引用透明度”的理解是否正确？

2 个答案: