带有 Try/Option 签名的函数是纯函数吗？

Question

我正在学习函数式编程并试图理解纯函数。

维基百科说函数是纯的，如果：

1. 无副作用
2. 将输入映射到输出

纯函数也满足引用透明性，不访问全局变量，也不改变输入变量。

偏函数是纯函数吗？

具有签名类型的函数

def foo(x: Int): Option[Int] = { if(x <= 0) None else Some(x) }
def bar(x: Int): Try[Int] = Try { require(x <= 0); x }

这些函数是纯函数吗？

它们不会将每个输入都映射到正确的输出。

我知道将数据类型声明为 Option/Try 可以让调用者知道它可能会因某些输入而失败。

上面的函数是纯的吗？

Answer 1

Try 和 Option 没有说明是否使用了副作用来创建它们。

def parseLong(str: String) = Try(str.toLong)

这是纯粹的计算——它不会改变全局状态，它的输出只取决于输入。另一方面：

Try {
  // create entry in database
}

会改变外界的状态。因为Try 和Future 捕获异常，所以它们在“Scala as better Java”中被用作表示副作用的一种方式，但您不能强制执行此约定或任何其他约定。

如果您将副作用放入 Try { ... }，它们将被立即评估并记录结果，因此您将破坏引用透明度。

// tupled is from Cats
val t = Try{ println("foo"); 10 }

(t, t).tupled.map { case (a, b) => println(s"$a  $b") }

不一样

(Try{ println("foo"); 10 }, Try{ println("foo"); 10 }).tupled
  .map { case (a, b) => println(s"$a  $b") }

因此，返回Try 或Option 或Future 等的函数是否是纯粹的，取决于您是否在它们内部执行副作用。这根本无法从类型中推断出来。它们可能是纯的或不纯的，你只能通过观察来发现。它们是部分的还是全部的也不能告诉你任何事情。

在纯粹的 FP Scala 中，您将使用一些 IO 而不是 Try 或 Future 来处理可能异步和/或失败并且肯定会产生副作用的代码，因为它只会在每次被要求时计算值你问它。

val t = IO { println("foo"); 10 }

(t, t).tupled.map { case (a, b) => println(s"$a $b") }

与

相同

(IO { println("foo"); 10 }, IO { println("foo"); 10 }).tupled
  .map { case (a, b) => println(s"$a $b") }

然后你将使用 IO 来处理所有副作用，你会非常小心不要使用其他任何东西来进行不纯的计算（嗯，有时你可能会转换为/来自Futures）。所以在这样的代码库中，返回 Option/Either 的函数几乎总是纯的。至少是程序员可以直接控制的部分（库可以有其他约定）。