波仔
🧩 附章 函数式语言是怎样工作的
📄 一句话概括

纯函数调 100 次只有 1 种结果，带状态的调 100 次有 100 种；差别不在快慢，在【能不能预测】——不能预测的代码，测试只能靠猜。

📝 本节和前面几节的关系

A.6 讲能拼，这一节讲凭什么拼了不出事——因为纯函数不碰外面。

一、实测：100 次调用两种结果

纯函数 pure(5) 调 100 次：结果集合只有 1 种（永远 10）。 带状态 impure(5) 调 100 次：结果集合有 100 种（每次加一）。 追加操作对照：纯版本返回新列表、原列表长度仍是 3；非纯版本把原列表改成了 4。

二、什么叫副作用

改了函数外面的东西：全局变量、传入的对象、文件、数据库、屏幕。 还有一类容易漏：读外面的东西（读时间、读随机数）——也算不纯，因为同输入不同输出。 纯函数只有一条规矩：只看参数、只返回值。

三、为什么这是分水岭

能预测就能测：一个用例抵一百个，因为不用摆环境。 能预测就能并行：谁先谁后都不影响结果。 能预测就能缓存：同输入直接给上次的答案。 反过来，只要有一处改了外面，这三件事全部失效。

四、动手 Demo：特征5：没有副作用

纯函数与带状态函数各调 100 次，数结果种类。 再看追加操作有没有改动原列表。

def pure(x):
    return x * 2

state = {"n": 0}
def impure(x):
    state["n"] += 1
    return x * 2 + state["n"]

print(len({pure(5) for _ in range(100)}))     # 1
print(len({impure(5) for _ in range(100)}))   # 100

def pure_append(xs, v):
    return xs + [v]

src = [1, 2, 3]
pure_append(src, 4)
print(len(src))                               # 3

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
特征5：没有副作用
--------------------------------------------------------------------

  【无副作用】＝同输入必同输出，**且不碰外部世界**。实测两种函数各调 100 次：

  测什么                         实测
  ------------------------------------------
  纯函数 pure(5) 调 100 次       1 种结果
  带状态 impure(5) 调 100 次     100 种结果
  纯函数追加后原列表长度         3
  非纯追加后原列表长度           4

      纯函数的结果种类            1 种（永远同一个值）
      非纯函数的结果种类          100 种（每次都不同）
      纯版本没动原列表            True（长度仍是 3）

  **纯函数调 100 次只有 1 种结果，非纯调 100 次有 100 种。**
  **差别不在快慢，在【能不能预测】**——**不能预测的代码，测试只能靠猜。**
  **注意纯版本返回的是新列表**（`xs + [v]`），**原列表一个字节没动。**

实测：纯函数 100 次 1 种结果，非纯 100 次 100 种。 纯版本返回新列表，原列表长度仍是 3——一个字节没动。 差别不在快慢，在能不能预测；不能预测，测试只能靠猜。

30 秒实验

  1. 找出你项目里一个【改传入参数】的函数，改成返回新对象。
  2. 再找出一个读当前时间的函数，想想它为什么天生不纯。

常见误区

  1. 以为不改全局变量就叫纯。改传入的对象、读时间、读随机数都不纯。
  2. 以为纯函数一定更快。纯讲的是可预测，不是性能。
自测三问（点开对答案） 1. 纯函数调 100 次几种结果？ —— 1 种；带状态的函数 100 种。 2. 哪些算副作用？ —— 改外部变量、改传入对象、写文件、读时间或随机数。 3. 为什么这是分水岭？ —— 能预测才能测、才能并行、才能缓存；有一处改外面，三件事全失效。

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