Question

在“Scala中的函数编程”一书中，它给出了几个“副作用”的例子，其中之一是：

读取或写入文件

我能理解“写入文件”并不纯粹，因为它会改变环境。但为什么“读文件”并不纯粹？它没有改变任何东西。

参见我的例子：

val readFile: File => String = file => readingTheContentFromFile(file)

Answer 1

纯函数allways在给定相同输入的情况下返回相同的值。否则它基于副作用（如更改文件）。如果从文件中读取，结果可能会更改，而不会更改函数的参数。

相关概念是“参考透明度”。这意味着您可以使用函数返回的结果替换函数调用和给定的参数集。因此，从文件中读取不是参考透明的！

Answer 2

如果函数是纯函数，那么执行common subexpression elimination总是安全的，即你可以替换下面的伪代码

do {
  x = readFile "file.txt"
  writeFile "file.txt" "Goodbye"
  return (x + readFile "file.txt")
}

与

do {
  x = readFile "file.txt"
  writeFile "file.txt" "Goodbye"
  return (x + x)
}

你会得到相同的结果。但很明显，由于在第一个示例中对writeFile的两次调用之间出现readFile的调用，这不是一个安全的转换，因此函数不是纯粹的。

Answer 3

在函数式编程中，如果

，函数为pure

在给定相同参数值的情况下，函数始终评估相同的结果值。功能结果值不能依赖于任何   程序执行时可能发生变化的隐藏信息或状态   继续或在程序的不同执行之间，也不可能   取决于I / O设备的任何外部输入。

评估结果不会导致任何语义上可观察到的副作用或输出，例如可变对象或输出的突变   到I / O设备。

I/O can be modelled in a pure way if

相关I / O设备上的操作序列被明确建模为参数和结果，并且

当输入序列没有描述自程序开始以来实际采取的操作时，I / O操作失败   执行。

也就是说，不是实际读取文件，而是将“文件的内容”作为参数，而不是实际写入文件，而是将“文件的输出”作为值返回。这似乎是大多数实用语言的思想练习。

Answer 4

如果函数针对相同的输入参数给出相同的结果，则它是纯函数，因此：

函数write(file)并不纯，因为给定相同的file可能导致成功或失败。
函数read(file)并不纯，因为给定相同的file，每次返回或失败都会返回不同的数据。

由于它们不是纯净的，因此它们不是引用透明的，也就是说，函数调用write(file)或read(file)不能用其结果代替，因为下次进行相同的调用时，它可以产生不同的结果。

纯函数的美妙之处在于，如果它们现在成功，那么您可以确信，如果它们及其调用的函数此后没有发生变化，它们将继续成功。

请注意，纯度与更改或不更改环境无关，因为：

每个函数在内部读写计算机内存，并消耗能量，因此每个函数都会改变环境；
如果读写同一文件总是返回相同的结果，那么尽管这些函数会接触环境，但这些函数将是纯函数。

为什么“从文件中读取”不是纯粹的功能？

4 个答案: