¿Cómo se llama una función donde la misma entrada siempre devolverá la misma salida, pero también tiene efectos secundarios?

Digamos que tenemos una función pura normal como

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

Y luego lo modificamos de modo que tenga un efecto secundario

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

Por lo que sé, no se considera una función pura porque a menudo escucho que las personas llaman a las funciones puras "funciones sin efectos secundarios". Sin embargo, se comporta como una función pura en cuanto al hecho de que devolverá la misma salida para las mismas entradas.

¿Hay un nombre diferente para este tipo de función, no tiene nombre o sigue siendo puro y estoy equivocado acerca de la definición de pureza?

No estoy seguro de las definiciones universales de pureza, pero desde el punto de vista de Haskell (un lenguaje donde los programadores tienden a preocuparse por cosas como la pureza y la transparencia referencial), solo la primera de sus funciones es "pura". La segunda versión de addno es pura . Entonces, en respuesta a su pregunta, lo llamaría "impuro";)

Según esta definición, una función pura es una función que:

1. Solo depende de su entrada. Es decir, dada la misma entrada, siempre devolverá la misma salida.
2. Es referencialmente transparente: la función se puede reemplazar libremente por su valor y el "comportamiento" del programa no cambiará.

Con esta definición, está claro que su segunda función no puede considerarse pura, ya que infringe la regla 2. Es decir, los siguientes dos programas NO son equivalentes:

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

y

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

Esto se debe a que aunque ambas funciones devolverán el mismo valor, la función fescribirá en la base de datos dos veces, ¡pero gescribirá una vez! Es muy probable que las escrituras en la base de datos sean parte del comportamiento observable de su programa, en cuyo caso le he mostrado que su segunda versión addno es "pura".

Si las escrituras en la base de datos no son una parte observable del comportamiento de su programa, entonces ambas versiones de addpueden considerarse equivalentes y puras. Pero no puedo pensar en un escenario en el que escribir en la base de datos no importe. ¡Incluso la tala importa!

¿Cómo se llama una función [para la cual] la misma entrada siempre devolverá la misma salida, pero también tiene efectos secundarios?

Tal función se llama

determinista

Un algoritmo cuyo comportamiento puede predecirse completamente a partir de la entrada.

termwiki.com

Con respecto al estado:

Según la definición de una función que utilice, una función no tiene estado. Si vienes del mundo orientado a objetos, recuerda que x.f(y)es un método. Como una función se vería así f(x,y). Y si le gustan los cierres con alcance léxico cerrado, recuerde que el estado inmutable también podría ser parte de la expresión de funciones. Es solo un estado mutable que impactaría las funciones de naturaleza determinista. Entonces f (x) = x + 1 es determinista siempre que el 1 no cambie. No importa dónde esté almacenado el 1.

Sus funciones son ambas deterministas. Tu primero es también una función pura. Tu segundo no es puro.

Función pura

1. La función siempre evalúa el mismo valor de resultado dados los mismos valores de argumento. El valor del resultado de la función no puede depender de ninguna información oculta o estado que pueda cambiar mientras se ejecuta la ejecución del programa o entre diferentes ejecuciones del programa, ni puede depender de ninguna entrada externa de los dispositivos de E / S.

2. La evaluación del resultado no causa ningún efecto secundario o salida semánticamente observable, como la mutación de objetos mutables o la salida a dispositivos de E / S.

wikipedia.org

El punto 1 significa determinista . El punto 2 significa transparencia referencial . Juntos significan que una función pura solo permite que sus argumentos y su valor devuelto cambien. Nada más causa cambio. Nada más ha cambiado.

Si no le importa el efecto secundario, entonces es referencialmente transparente. Por supuesto, es posible que no te importe, pero a alguien más le importa, por lo que la aplicabilidad del término depende del contexto.

No conozco un término general para precisamente las propiedades que describe, pero un subconjunto importante son aquellos que son idempotentes . En ciencias de la computación, un poco diferente a las matemáticas *, una función idempotente es aquella que puede repetirse con el mismo efecto; es decir, el resultado del efecto secundario neto de hacerlo muchas veces es el mismo que hacerlo una vez.

Entonces, si su efecto secundario fuera actualizar una base de datos con un cierto valor en una determinada fila, o crear un archivo con contenido exactamente consistente, entonces sería idempotente , pero si se agrega a la base de datos o se agrega a un archivo , entonces no lo haría.

Las combinaciones de funciones idempotentes pueden o no ser idempotentes en su conjunto.

* El uso de idempotente de manera diferente en ciencias de la computación que las matemáticas parece provenir de un uso incorrecto del término matemático que se adoptó porque el concepto es útil.

No sé cómo se llaman tales funciones (o si incluso hay algún nombre sistemático), pero llamaría a una función que no es pura (ya que otras respuestas se acobardan) pero siempre devuelve el mismo resultado si se proporciona con los mismos parámetros. parámetros "(en comparación con la función de sus parámetros y algún otro estado). Lo llamaría simplemente función, pero desafortunadamente cuando decimos "función" en el contexto de la programación, queremos decir algo que no tiene que ser una función real.

Básicamente depende de si te importa o no la impureza. Si la semántica de esta tabla es que no le importa cuántas entradas hay, entonces es puro. De lo contrario, no es puro.

O para decirlo de otra manera, está bien siempre que las optimizaciones basadas en la pureza no rompan la semántica del programa.

Un ejemplo más realista sería si intentara depurar esta función y agregara declaraciones de registro. Técnicamente, el registro es un efecto secundario. ¿Los registros lo hacen impuro? No.

Diría que lo mejor que podemos preguntar no es cómo lo llamaríamos, sino cómo analizaríamos un código de este tipo. Y mi primera pregunta clave en dicho análisis sería:

• ¿El efecto secundario depende del argumento de la función o del resultado del efecto secundario?
  • No: la "función efectiva" se puede refactorizar en una función pura, una acción efectiva y un mecanismo para combinarlas.
  • Sí: la "función efectiva" es una función que produce un resultado monádico.

Esto es sencillo de ilustrar en Haskell (y esta oración es solo medio chiste). Un ejemplo del caso "no" sería algo como esto:

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

En este ejemplo, la acción que tomamos (imprimir la línea "I'm doubling some number") no tiene impacto en la relación entre xy el resultado. Esto significa que podemos refactorizarlo de esta manera (usando la Applicativeclase y su *>operador), lo que muestra que la función y el efecto son de hecho ortogonales:

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"

Entonces, en este caso, yo personalmente diría que es un caso en el que puedes factorizar una función pura. Gran parte de la programación de Haskell se trata de esto: aprender a factorizar las partes puras del código efectivo.

Un ejemplo del tipo "sí", donde las partes pura y efectiva no son ortogonales:

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

Ahora, la cadena que imprime depende del valor de x. La función de la parte (multiplicar xpor dos), sin embargo, no depende de los efectos en absoluto, por lo que todavía puede factorizar un vistazo:

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)

Podría seguir deletreando otros ejemplos, pero espero que esto sea suficiente para ilustrar el punto con el que comencé: no lo "llamas" algo, analizas cómo se relacionan las partes pura y efectiva y las factorizas cuando es así. a su ventaja.

Esta es una de las razones por las que Haskell usa su Monadclase tan ampliamente. Las mónadas son (entre otras cosas) una herramienta para realizar este tipo de análisis y refactorización.

Las funciones que están destinadas a causar efectos secundarios a menudo se denominan efectivas . Ejemplo https://slpopejoy.github.io/posts/Effectful01.html