multicore - 纯函数可以读取全局状态吗？

Question

请注意：通过“纯”功能，我不是指“纯虚拟”
，我指的是这个

如果一个函数“读取”了一些全局状态，这会自动使它变得不纯吗？还是取决于其他因素？

如果它自动使其不纯，请解释原因。

如果它取决于其他因素，请解释它们是什么。

Answer 1

“纯”函数是其结果仅取决于其输入参数的函数。如果它读取任何其他内容，则它不是纯函数。

Answer 2

在某些特殊情况下，是的。例如，如果您有一个仅由您的函数读取和写入的已计算值的全局缓存，那么它在数学上仍然是纯的，因为输出仅取决于输入，但它不会是纯的在最严格的意义上。例如：

static int cache[256] = {0};
int compute_something(uint8_t input)
{
    if(cache[input] == 0)
        cache[input] = (perform expensive computation on input that won't return 0);
    return cache[input];
}

在这种情况下，只要没有其他函数接触 global cache，它仍然是数学上的纯函数，即使它在技术上依赖于外部全局状态。然而，这种状态只是一种性能优化——没有它它仍然会执行相同的计算，只是速度更慢。

Answer 3

纯函数是构造纯表达式所必需的。常量表达式在定义上是纯粹的。

所以，如果你的全局“状态”没有改变，你就可以了。

另请参阅参考透明度：

一个更微妙的例子是使用全局变量（或动态范围变量，或词法闭包）来帮助计算结果的函数。由于此变量不作为参数传递但可以更改，因此即使参数相同，后续调用该函数的结果也可能不同。（在纯函数式编程中，不允许破坏性赋值；因此使用全局（或动态范围）变量的函数仍然是引用透明的，因为这些变量不能更改。）

Answer 4

例如，在 Haskell 中，您可以在不纯的一侧创建一个无限的随机数列表，并将该列表传递给您的纯函数。该实现将生成纯函数仅在需要时使用的下一个数字，但该函数仍然是纯函数。