这个带有可变引用参数的 JavaScript 函数是纯函数吗?

2023-11-23

我有同样的问题this one,但是在 JavaScript 的上下文中。

From 维基百科:

[纯函数]的返回值与same论据

那里进一步声称,纯函数不允许使用“可变引用参数”来改变返回值。在 JavaScript 中,每个普通对象都作为“可变引用参数”传递。考虑以下示例:

const f = (arr) => arr.length

const x = []
console.log( f(x) ) // 0
x.push(1);
console.log( f(x) ) // 1

以上是否证明f不纯吗? 或者你会争辩说我们没有打电话f在这两种情况下有“相同”的论点吗?

我明白打电话有什么意义f在语言/环境中不纯粹,其他线程可能会扰乱可变引用参数,而f正在执行。但是由于f is not async,这是不可能发生的。x从那一刻起将保持不变f当执行完成时被调用。 (如果我理解正确的话,这种解释似乎得到了 § 4.1 中提出的“相同”定义的支持Java 中可验证的函数纯度.)

或者我错过了什么? JavaScript 中是否有一个示例,其中不包含异步代码的函数会丢失以下属性参考透明度只是因为它采用可变引用,但如果我们使用例如,它将是纯粹的而是使用 Immutable.js 数据结构?


当采取维基百科定义严格来说,将可变数据结构(例如本机数组)的引用作为参数的函数不是纯函数:

对于相同的参数,它的返回值是相同的(没有变化局部静态变量、非局部变量、可变引用参数或来自 I/O 设备的输入流)。

等价

尽管这明确表示“可变引用参数没有变化”,但我们可以说这是可以解释的,并且取决于"same" and “变化”。可能有不同的定义,因此我们进入意见领域。引自您提到的论文:

这些问题没有一个明显正确的答案。因此,确定性是一个参数化的属性:给出参数等价含义的定义,如果所有调用都使用相等的参数返回的结果与语言内部无法区分

The 功能纯度在同一篇论文中提出,使用以下等价定义:

如果两组对象引用产生相同的对象图,则认为它们是等效的

因此,根据该定义,以下两个数组被认为是等效的:

let a = [1];
let b = [1];

但如果不添加更多限制,这个概念就无法真正应用于 JavaScript。也不是 Java,这就是该论文的作者提到一种精简语言,称为 Joe-E 的原因:

对象具有身份:从概念上讲,它们有一个“地址”,我们可以使用以下方法来比较两个对象引用是否指向同一个“地址”:==操作员。这种对象身份的概念可能会暴露出不确定性。

用 JavaScript 表示:

const compare = (array1, array2) => array1 === array2;

let arr = [1];
let a = compare(arr, arr);
let b = compare(arr, [1]);
console.log(a === b); // false

由于这两个调用返回不同的结果,即使参数具有相同的形状和内容,我们也应该得出结论(根据等价的定义)上述函数compare不纯粹。在 Java 中,您可以影响==接线员(Joe-E 禁止呼叫Object.hashCode),因此要避免这种情况的发生,这在 JavaScript 中比较对象时通常是不可能的。

意想不到的副作用

另一个问题是 JavaScript 不是强类型的,因此函数无法确定它接收到的参数是否是其预期的参数。例如,以下函数看起来很纯粹:

const add = (a, b) => a + b;

但它可以以产生副作用的方式调用:

const add = (a, b) => a + b;

let i = 0;
let obj = { valueOf() { return i++ } };
let a = add(1, obj);
let b = add(1, obj);
console.log(a === b); // false

您问题中的函数也存在同样的问题:

const f = (arr) => arr.length;

const x = { get length() { return Math.random() } };
let a = f(x);
let b = f(x);
console.log(a === b) // false

在这两种情况下,函数都会无意中调用不纯函数并返回依赖于它的结果。虽然在第一个示例中,仍然很容易使用typeof检查一下,这对于您的功能来说并不那么简单。我们可以想到instanceof or Array.isArray,甚至一些聪明的deepCompare函数,但调用者仍然可以设置一个奇怪的对象的原型,设置其构造函数属性,用 getter 替换原始属性,将对象包装在代理中,...等等,甚至可以愚弄最聪明的相等检查器。

实用主义

正如 JavaScript 中存在太多“未解决的问题”一样,人们必须务实才能对“纯粹”有一个有用的定义,否则几乎没有任何东西可以被标记为纯粹。

例如,在实践中许多人会调用类似的函数Array#slice纯粹的,尽管它存在上述问题(包括与特殊参数相关的问题)this).

结论

在 JavaScript 中,当纯粹调用函数时,您通常必须就如何调用函数达成一致。参数应该是某种类型,并且没有可以调用但不纯的(隐藏)方法。

有人可能会说这违背了“纯粹”背后的理念,而“纯粹”应该only由函数定义本身决定,而不是由它最终被调用的方式决定。

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