Czy funkcja, która wywołuje Math.random () jest czysta?

Czy poniższe czynności są czystą funkcją?

function test(min,max) {
   return  Math.random() * (max - min) + min;
}

Rozumiem, że czysta funkcja spełnia następujące warunki:

1. Zwraca wartość obliczoną na podstawie parametrów
2. Nie wykonuje żadnej pracy poza obliczaniem wartości zwracanej

Jeśli ta definicja jest poprawna, czy moja funkcja jest funkcją czystą? A może moje rozumienie definicji czystej funkcji jest nieprawidłowe?

Nie, nie jest. Przy tych samych danych wejściowych ta funkcja zwróci różne wartości. A potem nie możesz zbudować „tabeli”, która odwzorowuje wejście i wyjście.

Z artykułu na Wikipedii dotyczącego funkcji Pure :

Funkcja zawsze oblicza tę samą wartość wyniku przy tych samych wartościach argumentów. Wartość wynikowa funkcji nie może zależeć od żadnych ukrytych informacji lub stanu, który może ulec zmianie podczas wykonywania programu lub między różnymi wykonaniami programu, ani też nie może zależeć od jakichkolwiek zewnętrznych danych wejściowych z urządzeń we / wy

Inną rzeczą jest to, że czystą funkcję można zastąpić tabelą, która reprezentuje mapowanie z wejścia i wyjścia, jak wyjaśniono w tym wątku .

Jeśli chcesz przepisać tę funkcję i zmienić ją na czystą funkcję, powinieneś również przekazać wartość losową jako argument

function test(random, min, max) {
   return random * (max - min) + min;
}

a następnie nazwij to w ten sposób (na przykład z 2 i 5 jako min i max):

test( Math.random(), 2, 5)

Prosta odpowiedź na Twoje pytanie brzmi: Math.random()narusza zasadę nr 2.

Wiele innych odpowiedzi tutaj wskazywało, że obecność Math.random()oznacza, że ​​ta funkcja nie jest czysta. Ale myślę, że warto powiedzieć, dlaczego Math.random() skazi funkcje, które go używają.

Podobnie jak wszystkie generatory liczb pseudolosowych, Math.random()zaczyna się od wartości „ziarna”. Następnie używa tej wartości jako punktu wyjścia dla łańcucha niskopoziomowych manipulacji bitami lub innych operacji, które powodują nieprzewidywalne (ale nie w rzeczywistości losowe ) dane wyjściowe.

W JavaScript zaangażowany proces jest zależny od implementacji i w przeciwieństwie do wielu innych języków JavaScript nie zapewnia możliwości wyboru ziarna :

Implementacja wybiera początkowe ziarno do algorytmu generowania liczb losowych; nie może być wybrany ani zresetowany przez użytkownika.

Dlatego ta funkcja nie jest czysta: JavaScript zasadniczo używa niejawnego parametru funkcji, nad którym nie masz kontroli. Odczytuje ten parametr z danych obliczonych i przechowywanych w innym miejscu, a zatem narusza zasadę nr 2 w Twojej definicji.

Jeśli chcesz, aby była to czysta funkcja, możesz użyć jednego z alternatywnych generatorów liczb losowych opisanych tutaj . Zadzwoń do tego generatora seedable_random. Pobiera jeden parametr (ziarno) i zwraca „losową” liczbę. Oczywiście ta liczba wcale nie jest przypadkowa; jest wyjątkowo określona przez nasienie. Dlatego jest to czysta funkcja. Wynik seedable_randomjest tylko „losowy” w tym sensie, że przewidywanie wyniku na podstawie danych wejściowych jest trudne.

Czysta wersja tej funkcji musiałaby mieć trzy parametry:

function test(min, max, seed) {
   return  seedable_random(seed) * (max - min) + min;
}

Dla dowolnej potrójnej (min, max, seed)wartości zawsze zwróci to ten sam wynik.

Zwróć uwagę, że jeśli chcesz, aby wynik seedable_randombył naprawdę losowy, musisz znaleźć sposób na losowanie ziarna! I jakakolwiek strategia, której użyłeś, nieuchronnie nie byłaby czysta, ponieważ wymagałaby od ciebie zebrania informacji ze źródła spoza twojej funkcji. Jak przypominają mi mtraceur i jpmc26 , obejmuje to wszystkie podejścia fizyczne: sprzętowe generatory liczb losowych , kamery internetowe z osłonami obiektywów , kolektory szumów atmosferycznych - nawet lampy lawowe . Wszystko to wiąże się z wykorzystaniem danych obliczonych i przechowywanych poza funkcją.

Czysta funkcja to funkcja, w której wartość zwracana jest określana tylko przez jej wartości wejściowe, bez obserwowalnych skutków ubocznych

Używając Math.random, określasz jego wartość na podstawie czegoś innego niż wartości wejściowe. To nie jest czysta funkcja.

źródło

Nie, to nie jest czysta funkcja, ponieważ jej wyjście nie zależy tylko od podanego wejścia (Math.random () może wyprowadzić dowolną wartość), podczas gdy czyste funkcje powinny zawsze zwracać tę samą wartość dla tych samych danych wejściowych.

Jeśli funkcja jest czysta, można bezpiecznie zoptymalizować wiele wywołań z tymi samymi danymi wejściowymi i po prostu ponownie wykorzystać wynik wcześniejszego wywołania.

PS, przynajmniej dla mnie i dla wielu innych, dzięki redukcjix popularność określenia czysta funkcja stała się popularna. Prosto z dokumentów Redux :

Rzeczy, których nigdy nie powinieneś robić w reduktorze:

• Zmutuj jego argumenty;

• Wykonywanie efektów ubocznych, takich jak wywołania API i przejścia routingu;

• Wywołaj nieczyste funkcje, np. Date.now () lub Math.random ().

Z matematycznego punktu widzenia Twój podpis nie jest

test: <number, number> -> <number>

ale

test: <environment, number, number> -> <environment, number>

gdzie environmentjest w stanie dostarczyć wyniki Math.random(). Generowanie wartości losowej powoduje mutację środowiska jako efekt uboczny, więc zwracasz także nowe środowisko, które nie jest równe pierwszemu!

Innymi słowy, jeśli potrzebujesz jakichkolwiek danych wejściowych, które nie pochodzą z argumentów początkowych ( <number, number>część), to musisz mieć zapewnione środowisko wykonawcze (które w tym przykładzie zapewnia stan dla Math). To samo dotyczy innych rzeczy wymienionych w innych odpowiedziach, takich jak I / O lub takie.

Analogicznie można zauważyć, że w ten sposób można przedstawić programowanie obiektowe - jeśli powiemy np

SomeClass something
T result = something.foo(x, y)

to faktycznie używamy

foo: <something: SomeClass, x: Object, y: Object> -> <SomeClass, T>

z obiektem, którego metoda została wywołana, będąc częścią środowiska. A dlaczego SomeClassczęść wyniku? Ponieważ somethingstan również mógł się zmienić!

Czyste funkcje zawsze zwracają tę samą wartość dla tego samego wejścia. Czyste funkcje są przewidywalne i referencyjnie przezroczyste, co oznacza, że ​​możemy zastąpić wywołanie funkcji zwróconym wynikiem i nie zmieni to działania programu.

https://github.com/MostlyAdequate/mostly-adequate-guide/blob/master/ch3.md

Oprócz innych odpowiedzi, które poprawnie wskazują, jak ta funkcja jest niedeterministyczna, ma ona również efekt uboczny: spowoduje, że przyszłe wywołania funkcji math.random()zwrócą inną odpowiedź. A generator liczb losowych, który nie ma tej właściwości, generalnie wykonuje pewnego rodzaju operacje we / wy, na przykład odczytuje z losowego urządzenia dostarczonego przez system operacyjny. Albo jest verboten dla czystej funkcji.

Nie, nie jest. W ogóle nie możesz znaleźć wyniku, więc tego fragmentu kodu nie można przetestować. Aby kod był testowalny, musisz wyodrębnić komponent, który generuje liczbę losową:

function test(min, max, generator) {
  return  generator() * (max - min) + min;
}

Teraz możesz mockować generator i poprawnie przetestować kod:

const result = test(1, 2, () => 3);
result == 4 //always true

A w kodzie „produkcyjnym”:

const result = test(1, 2, Math.random);

Czy byłbyś w porządku z następującymi:

return ("" + test(0,1)) + test(0,1);

być równoważne z

var temp = test(0, 1);
return ("" + temp) + temp;

?

Widzisz, definicja pure to funkcja, której wyjście nie zmienia się z niczym innym niż danymi wejściowymi. Gdybyśmy powiedzieli, że JavaScript miał sposób, aby oznaczyć funkcję jako czystą i skorzystać z tego, optymalizator mógłby przepisać pierwsze wyrażenie jako drugie.

Mam z tym praktyczne doświadczenie. Serwer SQL wolno getdate()i newid()funkcje „czystych” i optymalizator będzie DeDupe połączeń do woli. Czasami robiłoby to coś głupiego.