这个带有可变引用参数的 JavaScript 函数是纯函数吗？

问题描述

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

来自Wikipedia：

[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具有“可变引用参数”的返回值变化。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 是不纯的吗？ 或者您会争辩说我们在这两种情况下不会使用“相同”参数调用 f？

我可以看到在其他线程可能会在 f 执行时混淆可变引用参数的语言/环境中调用 f 是多么有意义。但由于 f 不是 async，因此不可能发生这种情况。从调用 x 到执行完毕，f 将保持不变。 （如果我理解正确的话，这种解释似乎得到了 Verifiable Functional Purity in Java 的 § 4.1 中对“相同”的定义的支持。）

还是我遗漏了什么？在 JavaScript 中是否有一个例子，其中一个不包含异步代码的函数失去了 referential transparency 的属性，仅仅是因为它采用了可变引用，但如果我们使用例如改为 Immutable.js 数据结构？

解决方法

当用 Wikipedia definition 表示字母时，将可变数据结构（例如原生数组）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 的输入流设备）。

等价

虽然这清楚地说“没有可变引用参数的变化”，但我们可以说这是可以解释的，取决于“相同”和“变化”的含义。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：给定参数等效含义的定义，如果所有带有等效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，使用了以下等效定义：

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];

但是如果不添加更多限制，这个概念不能真正应用于 JavaScript。也不是 Java，这就是本文作者提到一种名为 Joe-E 的精简语言的原因：

对象有标识：概念上，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暴露出不确定性。

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，我们也应该得出结论（根据这个等价的定义）上述函数 compare 不是纯函数。虽然在 Java 中您可以影响 == 运算符的行为（Joe-E 禁止调用 Object.hashCode），从而避免这种情况发生，但在比较对象时，这在 JavaScript 中通常是不可能的。

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符合预期。例如，以下函数看起来很纯：

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

但它可以被调用以产生副作用：

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一个不纯函数并返回了一个依赖于它的结果。虽然在第一个示例中，仍然可以通过 typeof 检查轻松地使函数成为纯函数，但这对您的函数来说不是那么简单。我们可以想到 instanceof 或 Array.isArray，甚至一些智能的 deepCompare 函数，但是，调用者仍然可以设置一个奇怪对象的原型，设置它的构造函数属性，用 getter 替换原始属性，包装代理中的对象，......等等，即使是最聪明的平等检查器也能愚弄。

务实

因为在 JavaScript 中有太多的“松散的结局”，一个人必须务实才能对“纯”有一个有用的定义，否则几乎没有什么可以被标记为纯的。

例如，实际上很多人会调用像 Array#slice 这样的函数 pure，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，您通常必须就函数的调用方式达成一致。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。

有人可能会争辩说，这与“纯”背后的想法背道而驰，后者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。