Scala 为什么；“从文件中读取”；这不是纯函数吗？

在《Scala中的函数编程》一书中，给出了几个“副作用”的例子，其中之一是：

• 读取或写入文件

我可以理解“写入文件”并不纯粹，因为它改变了环境。但为什么“读取文件”不纯粹？这不会改变任何事情

参见我的示例：

val readFile: File => String = file => readingTheContentFromFile(file)

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对于相同的输入，纯函数总是返回相同的值。否则，它将基于副作用（如更改文件）。 如果从文件中读取，结果可能会更改，而函数的参数不会更改

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相关概念是“参考透明度”。这意味着您可以用函数返回的结果替换函数调用和给定的参数集。因此，从文件中读取不是引用透明的

在函数式编程中，函数是

给定相同的参数值，该函数始终计算相同的结果值。函数结果值不能依赖于任何 程序执行时可能更改的隐藏信息或状态 继续或在程序的不同执行之间执行，也不能 依赖于来自I/O设备的任何外部输入

结果的评估不会导致任何语义上可观察的副作用或输出，例如可变对象或输出的突变 连接到I/O设备

如果

相关I/O设备上的操作序列明确建模为参数和结果，以及

当输入序列没有描述自程序开始以来实际执行的操作时，I/O操作被视为失败 执行

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也就是说，不是实际读取文件，而是获取“文件内容”作为参数，而不是实际写入文件，而是返回“文件输出”作为值。在大多数实用语言中，这似乎是一个思考练习。

如果函数是纯函数，那么执行它总是安全的，即可以替换以下伪代码

do {
  x = readFile "file.txt"
  writeFile "file.txt" "Goodbye"
  return (x + readFile "file.txt")
}

与

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你会得到同样的结果。但很明显，由于在第一个示例中，对

writeFile

的调用出现在对

readFile

的两个调用之间，因此这不是一个安全的转换，因此函数不是纯函数。

如果对于相同的输入参数，函数给出相同的结果，则函数是纯函数，因此：

• 函数

  write（file）

  不是纯粹的，因为如果给定相同的

  文件

  ，它可能导致成功或失败

• 函数

  read（file）

  不是纯粹的函数，因为给定相同的

  文件

  ，它每次都可能返回不同的数据或失败

因为它们不是纯函数，所以它们不是引用透明的，也就是说，函数调用

write（file）

或

read（file）

不能被其结果替换，因为下次进行相同调用时，它可能会产生不同的结果

纯函数的美妙之处在于，如果它们现在成功了，那么您可以确信，如果它们和它们调用的函数此后没有改变，它们将继续成功

请注意，纯度与改变或不改变环境无关，因为：

• 每个函数在内部读取和写入计算机内存，并消耗能量，因此每个函数都会改变环境

• 如果读取和写入同一个文件总是返回相同的结果，那么这些函数将是纯函数，尽管它们会接触环境

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您是否考虑过仅读取文件的一部分如何改变文件的“读取指针”，或者您只关心读取整个文件并假设文件的内容始终相同（这是一个延伸）？可能重复的是，纯函数只能在其参数改变时改变。如果从文件中读取，则该文件可能会独立于函数参数进行更改。

do {
  x = readFile "file.txt"
  writeFile "file.txt" "Goodbye"
  return (x + x)
}