Чистая функция — это функция, не имеющая побочных эффектов — она не может выполнять какие-либо операции ввода-вывода и не может изменять состояние чего-либо — и она ссылочно прозрачна — при многократном вызове с одними и теми же входными данными она всегда дает такие же выходы.
Почему слово «чистый» используется для описания функций с такими свойствами? Кто впервые употребил слово «чистый» таким образом и когда? Есть ли другие слова, которые означают примерно то же самое?
Чтобы ответить на ваш первый вопрос, математические функции часто описываются как «чистые» с точки зрения некоторых указанных переменных. например.:
первый член является чистой функцией x, а второй член является чистой функцией y
Из-за этого я не думаю, что вы найдете истинное «первое» появление.
Для языков программирования небольшой поиск показывает, что Ada 95 (pragma Pure), < a href="http://www.vcpc.univie.ac.at/information/mirror/HPFF/hpf1/hpf-v10/subsubsection2REDUCIBLE3pragma Pure1.html">Высокопроизводительный Фортран (1993) (PURE) и VHDL-93 (pure) содержат формальные понятия "чистых функций".
Haskell (1990) довольно очевиден, но чистота не является явной. C GCC имеет различные атрибуты функций для различных уровней "чистоты".
Несколько книг: Обоснование языка программирования C (1990) использует этот термин, как и Языки программирования и их определения (1984). Однако оба, по-видимому, используют его только один раз! Этот термин используется в Programming the IBM Personal Computer, Pascal (также 1984 г.), но из ограниченного представления Google неясно, поддерживал ли его компилятор Pascal. (Подозреваю, что нет.)
Интересно отметить, что у Грина, предшественницы Ады, на самом деле была довольно строгая «функция». определение - запрещено даже выделение памяти. Однако от этого отказались до того, как он стал Адой, где функции могут иметь побочные эффекты (ввод-вывод или глобальные переменные), но не могут изменять свои аргументы.
C28-6571-3 ( первое справочное руководство по PL/I, написанное до компилятора) показывает, что PL/I поддерживал чистые функции в виде атрибута REDUCIBLE (= чистый) еще в 1966 году, когда компилятор был впервые выпущен. (Это также отвечает на ваш третий вопрос.)
В этом последнем документе особо отмечается, что он включает REDUCIBLE в качестве нового изменения по сравнению с документом C28-6571-2. Итак, REDUCIBLE, который, возможно, является первым воплощением формальных чистых функций в языках программирования, появился где-то между январем и июлем 1966 года.
Обновление: самый ранний пример «чистой функции» в группах Google в этом смысле выпущен в 1988 году, что означает, что ссылки на книги датируются более поздними датами.
Пара мифов:
Термин «чистый функционал» пришел не из математики, где все функции по своей природе «чисты», и поэтому никогда не было необходимости называть что-либо «чистой функцией».
Термин пришел не из императивного программирования. Ранние императивные языки программирования, Fortran, Algol 60, Pascal и т. д., всегда имели два вида абстракций: «функции», которые производили результаты на основе своих входных данных, и «процедуры», которые принимали некоторые входные данные и выполняли действие. Считалось хорошей практикой программирования, чтобы «функции» не имели побочных эффектов. Им не нужно было иметь побочные эффекты, потому что вместо них всегда можно было использовать процедуры.
Итак, откуда еще мог появиться термин «чистый функционал»? Ответ вроде как очевиден. Он пришел из нечистых языков функционального программирования, главным из которых был Lisp. Lisp был разработан где-то между 1958 и 1960 годами (между первым и вторым отчетами об Algol 60, в разработке которого Маккарти участвовал, но остался недоволен). Дизайн Lisp был основан в основном на функциональном программировании. Однако это также допускало побочные эффекты в качестве прагматичного выбора. У него не было понятия команды или процедуры. Итак, в Лиспе в основном писали «чистые функции», но иногда писали «нечистые функции», то есть функции с побочными эффектами, чтобы что-то сделать. Термины «чистый Лисп» или «чисто функциональное подмножество Лиспа» используются уже давно. Постепенно, путем осмоса, эта идея «чистоты» проникла во все наше пространство.
Императивные языки программирования могли бы противостоять этой тенденции. Но как только С решил отказаться от идеи «процедур» и вместо этого назвать их «пустыми функциями», у них не осталось опоры.
Это происходит из математического определения «функции», где функции не могут иметь побочных эффектов.
Почему для описания функций с такими свойствами используется слово "чистый"?
Из Викисловаря > pure # прилагательное
- без изъянов и несовершенств; незапятнанный
- без посторонних материалов или загрязняющих веществ
- свободный от аморального поведения или качеств; чистый
- области науки, сделанной ради нее самой, вместо того, чтобы служить другой отрасли науки.
Должно быть очевидно, что поведение взаимодействующих функций легче всего объяснить, когда на них влияют только их входы, а сами они влияют только на свои выходы. Поэтому неизбежно, что такого рода функции будут замечены и классифицированы. Какое же слово мы могли бы использовать для описания функции с такими свойствами? «свободный от посторонних материалов или загрязнителей» и «свободный от аморального поведения или качеств», кажется, описывает это довольно хорошо.
Кто впервые употребил слово "чистый" именно таким образом и когда?
Я слишком молод, чтобы ответить на этот вопрос с какой-либо степенью уверенности. Я утверждаю, однако, что было неизбежно, что слово чистый (или какой-то очень близкий синоним) будет использоваться для описания функций, которые ведут себя таким образом.
Есть ли другие слова, которые означают примерно то же самое?
Вы же сами сказали: "референтно прозрачно". Однако вы, кажется, предполагаете, что «референтная прозрачность» охватывает только часть значения фразы «чистая функция». Я не согласен; Я чувствую, что это полностью синонимы. Из Википедия > Прозрачность ссылок:
Выражение называется ссылочно прозрачным, если его можно заменить своим значением без изменения поведения программы. (выделено мной)
Сообщество Haskell иногда аналогичным образом использует прилагательное «безопасный». (См. библиотеку Safe, созданную, чтобы избежать создание исключений. В отличие от unsafePerformIO)
Других синонимов сейчас не придумаешь.
Понятие функции возникло в математике. Математическая концепция функции — это более или менее отображение одного множества на другое. В этом смысле функции не могут иметь побочных эффектов; не потому, что они «лучше» в этом смысле или потому, что они специально определены как не имеющие побочных эффектов, а потому, что концепция «наличия побочных эффектов» не имеет никакого смысла с этим определением функции. Математические функции — это не последовательность выполняемых шагов, так как же любой из этих шагов может каким-то образом «влиять» на другие математические объекты, о которых вы говорите?
Когда люди начали изучать вычисления, они заинтересовались машинно-реализуемыми алгоритмами для вычисления значений математических функций с учетом их входных данных. Люди начали говорить об вычислимых функциях. Но функции в том виде, в каком они реализованы на компьютере (по крайней мере, в императивных языках, с которыми впервые работали программисты) представляют собой серию выполняемых шагов, которые, очевидно, могут< /em> имеют побочные эффекты.
Поэтому для программистов стало естественным думать о функциях как об алгоритмах, а не как о математических функциях. Таким образом, чистая функция — это чисто математическая функция, к которой применимы все сотни лет теории о функциях, в отличие от обобщенной функции программиста, о которой нельзя рассуждать. путь.
