同じ入力が常に同じ出力を返すだけでなく、副作用がある関数を何と呼びますか？

次のような通常の純粋な関数があるとします

function add(a, b) {
  return a + b
}

そして、副作用があるように変更します

function add(a, b) {
  writeToDatabase(Math.random())
  return a + b;
}

私の知る限り、純粋な関数とは見なされていません。なぜなら、人々は純粋な関数を「副作用のない関数」と呼ぶことがよくあるからです。ただし、同じ入力に対して同じ出力を返すという点では、純粋な関数のように動作します。

このタイプの関数には別の名前がありますか、名前が付けられていないのですか、それとも実際には純粋であり、純度の定義について間違っていますか？

純度の普遍的な定義についてはわかりませんが、Haskell（プログラマが純度や参照の透明性などを気にする傾向のある言語）の観点からは、最初の関数のみが「純粋」です。の2番目のバージョンaddは純粋ではありません。あなたの質問に答えて、私はそれを「不純」と呼ぶでしょう;）

この定義によれば、純粋関数とは次の関数です。

1. 入力のみに依存します。つまり、同じ入力が与えられると、常に同じ出力を返します。
2. 参照的に透過的：関数はその値で自由に置き換えることができ、プログラムの「動作」は変更されません。

この定義では、2番目の関数はルール2に違反するため、純粋とは見なされないことは明らかです。つまり、次の2つのプログラムは同等ではありません。

function f(a, b) { 
    return add(a, b) + add(a, b);
}

そして

function g(a, b) {
    c = add(a, b);
    return c + c;
}

これは、両方の関数が同じ値を返す場合でも、関数fはデータベースに2回g書き込みますが、1回書き込むためです！データベースへの書き込みは、プログラムの観察可能な動作の一部である可能性が非常に高く、この場合、2番目のバージョンがadd「純粋」ではないことを示しました。

データベースへの書き込みがプログラムの動作の観察可能な部分ではない場合、の両方のバージョンはadd同等で純粋と見なすことができます。しかし、データベースへの書き込みが重要でないシナリオは考えられません。ロギングも重要です！

同じ入力が常に同じ出力を返すだけでなく、副作用がある関数を何と呼びますか？

そのような関数は呼ばれます

決定論的

入力から動作を完全に予測できるアルゴリズム。

termwiki.com

状態について：

使用する関数の定義に応じて、関数には状態がありません。オブジェクト指向の世界から来たのであれば、それx.f(y)がメソッドであることを忘れないでください。関数としては、次のようになりますf(x,y)。また、囲まれたレキシカルスコープを持つクロージャを使用する場合は、不変の状態が関数式の一部である可能性があることを忘れないでください。関数の決定論的性質に影響を与えるのは、可変状態のみです。したがって、1が変化しない限り、f（x）= x + 1は決定論的です。1が保存されている場所は関係ありません。

関数は両方とも決定的です。最初の関数も純粋な関数です。あなたの2番目は純粋ではありません。

純粋な機能

1. この関数は、同じ引数値が与えられた場合、常に同じ結果値を評価します。関数の結果値は、プログラムの実行中またはプログラムの異なる実行間で変化する可能性のある隠された情報や状態に依存することも、I / Oデバイスからの外部入力に依存することもできません。

2. 結果の評価は、可変オブジェクトの変更やI / Oデバイスへの出力など、意味的に観察可能な副作用や出力を引き起こしません。

wikipedia.org

ポイント1は決定論的です。ポイント2は、参照の透明性を意味します。これらはともに、純粋な関数が引数と戻り値の変更のみを許可することを意味します。他に何も変化を引き起こしません。他に変更はありません。

副作用を気にしない場合、参照的に透過的です。もちろん、あなたは気にしないが、他の誰かが気にする可能性があるので、この用語の適用可能性はコンテキストに依存します。

あなたが記述するプロパティを正確に表す一般的な用語は知りませんが、重要なサブセットはべき等です。コンピュータサイエンスでは、数学*とはわずかに異なり、べき等関数は同じ効果で繰り返すことができる関数です。つまり、何度も実行した場合のnettの副作用の結果は、1回実行した場合と同じです。

したがって、副作用が特定の行の特定の値でデータベースを更新すること、または正確に一貫した内容のファイルを作成することである場合、それはべき等になりますが、データベースに追加されるか、ファイルに追加される場合、それはしません。

べき等関数の組み合わせは、全体としてi等である場合とそうでない場合があります。

* コンピューターサイエンスでの数学とthan 等の異なる使用は、概念が有用であるために採用された数学用語の誤った使用によるものと思われます。

私はそのような関数がどのように呼び出されるのかわかりません（または体系的な名前があるかどうか）パラメータ」（パラメータの機能および他の状態と比較）。私はそれを単なる関数と呼びますが、残念ながら、プログラミングの文脈で「関数」と言うときは、実際の関数である必要のないものを意味します。

基本的には、不純物を気にするかどうかに依存します。このテーブルのセマンティクスが、エントリの数を気にしないという場合、それは純粋です。そうでなければ、それは純粋ではありません。

別の言い方をすれば、純度に基づいた最適化がプログラムのセマンティクスを壊さない限り問題ありません。

より現実的な例は、この関数をデバッグしようとしてロギングステートメントを追加した場合です。技術的には、ロギングは副作用です。ログはそれを不純にしますか？番号。

一番いいのは、それをどう呼ぶかではなく、そのようなコードをどのように分析するかということです。そして、そのような分析における私の最初の重要な質問は次のとおりです。

• 副作用は、関数への引数、または副作用の結果に依存しますか？
  • いいえ：「効果的な機能」は、純粋な機能、効果的なアクション、およびそれらを組み合わせるメカニズムにリファクタリングできます。
  • はい：「効果的な関数」は、単項の結果を生成する関数です。

Haskellで説明するのは簡単です（この文は冗談の半分にすぎません）。「no」ケースの例は、次のようなものです。

double :: Num a => a -> IO a
double x = do
  putStrLn "I'm doubling some number"
  return (x*2)

この例では、実行するアクション（行を印刷"I'm doubling some number"）はx、結果と結果との関係に影響を与えません。これは、この方法でリファクタリングできることを意味します（Applicativeクラスとその*>演算子を使用）。これは、関数と効果が実際に直交していることを示しています。

double :: Num a => a -> IO a
double x = action *> pure (function x)
  where
    -- The pure function 
    function x = x*2  
    -- The side effect
    action = putStrLn "I'm doubling some number"

したがって、この場合、私は個人的に、純粋な関数を因数分解できる場合だと言います。多くのHaskellプログラミングはこれについてであり、効果的なコードから純粋な部分をどのように取り除くかを学習します。

「はい」ソートの例。純粋な部分と効果的な部分は直交していません。

double :: Num a => a -> IO a
double x = do
  putStrLn ("I'm doubling the number " ++ show x)
  return (x*2)

これで、印刷する文字列はの値に依存しますx。機能の一部（乗算x2による）、我々はまだそれを考慮することができますので、しかし、すべての効果に依存しません。

logged :: (a -> b) -> (a -> IO x) -> IO b
logged function logger a = do
  logger a
  return (function a)

double x = logged function logger
  where function = (*2) 
        logger x putStrLn ("I'm doubling the number " ++ show x)

他の例をつづり続けることもできますが、これで私が始めたポイントを説明するのに十分であることを望みます。あなたの利益に。

これが、HaskellがMonadクラスを広範囲に使用する理由の1つです。モナドは（とりわけ）この種の分析とリファクタリングを実行するためのツールです。

副作用を引き起こすことを目的とした関数は、しばしばeffectfulと呼ばれます。例https://slpopejoy.github.io/posts/Effectful01.html