这个带有可变引用参数的 JavaScript 函数是纯函数吗？

Question

我和this one 有同样的问题，但在 JavaScript 的上下文中。

来自Wikipedia：

[一个纯函数的]返回值对于 same 参数是相同的

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

以上证明f不纯吗？ 或者你会争辩说我们在这两种情况下没有用“相同”的参数调用f？

我可以看到在执行f 时其他线程可能与可变引用参数混淆的语言/环境中调用不纯的f 是多么有意义。但是由于f 不是async，所以这种情况是不可能发生的。 x 从调用 f 的那一刻到完成执行时将保持不变。 （如果我理解正确，这种解释似乎得到了Verifiable Functional Purity in Java § 4.1 中提出的“相同”定义的支持。）

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 referential transparency 的属性，仅仅是因为它采用可变引用，但如果我们使用例如取而代之的是 Immutable.js 数据结构？

Answer 1

当使用Wikipedia definition 时，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（与局部静态变量、非局部变量、可变引用参数或来自 I/O 的输入流，其返回值相同设备）。

等价

虽然这清楚地表明“没有可变引用参数的变化”，但我们可以说这是可以解释的，并且取决于 “相同” 和 “变化”的含义时间>。可能有不同的定义，所以我们进入意见领域。引自您提到的论文：

对于这些问题，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：给定参数等效的定义，如果所有使用 equivalent 参数的调用返回的结果与语言内

在同一篇论文中提出的功能纯度，使用了以下等价定义：

如果两组对象引用产生相同的对象图，则它们被认为是等效的

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];

但是如果不增加更多限制，这个概念不能真正应用于 JavaScript。也不是 Java，这也是本文作者提到一种精简的语言 Joe-E 的原因：

对象有身份：从概念上讲，它们有一个“地址”，我们可以使用== 运算符比较两个对象引用是否指向同一个“地址”。这种对象身份的概念可能会暴露不确定性。

用 JavaScript 说明：

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，我们应该得出结论（使用等价的定义）上述函数compare 不是纯函数。在 Java 中，您可以影响 == 运算符的行为（Joe-E 禁止调用 Object.hashCode），因此避免这种情况发生，这在 JavaScript 中比较对象时通常是不可能的。

意外的副作用

另一个问题是 JavaScript 不是强类型的，因此函数不能确定它接收到的参数是他们想要的。例如，下面的函数看起来很纯粹：

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

但调用方式可以产生副作用：

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，函数都无意中调用了不纯函数并返回了依赖于它的结果。虽然在第一个示例中，使用typeof 检查仍然很容易使函数成为纯函数，但这对您的函数来说并不那么微不足道。我们可以想到instanceof 或Array.isArray，甚至是一些智能的deepCompare 函数，但调用者仍然可以设置一个奇怪对象的原型，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， ......等等等等，甚至连最聪明的平等检查员也能愚弄。

实用主义

在 JavaScript 中，“松散的结局”太多了，为了对“纯”有一个有用的定义，必须务实，否则几乎没有什么可以被标记为纯。

例如，实际上很多人会调用像Array#slicepure 这样的函数，即使它存在上述问题（包括与特殊参数this 相关的问题）。

结论

在 JavaScript 中，当调用纯函数时，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（隐藏的）可以调用但不纯的方法。

有人可能会争辩说，这违背了“纯”背后的理念，它应该只由函数定义本身决定，而不是最终可能被调用的方式。