为什么 println 被认为是不纯函数？

Question

我正在阅读 scala 编程的书，据说：

...在这种情况下，它的副作用是打印到标准输出流。

我看不出副作用在哪里，因为对于相同的输入，println 将打印相同的输出（我认为）
更新
例如，任何时候我们打电话：

println(5)

它会打印 5，我没有看到调用 println(5) 会打印 5 以外的值的情况！！

Answer 1

这与参照透明度的概念有关。如果您可以在不更改程序的情况下将其替换为计算结果，则表达式是引用透明的。

当一个表达式在引用上不透明时，我们说它有副作用。

f(println("effect"), println("effect"))
// isn't really equivalent to!
val x = println("effect")
f(x, x)

同时

import cats.effect.IO

def printlnIO(line: String): IO[Unit] = IO(println(line))

f(printlnIO("effect"), printlnIO("effect"))
// is equivalent to
val x = printlnIO("effect")
f(x, x)

你可以在这里找到更详细的解释：https://typelevel.org/blog/2017/05/02/io-monad-for-cats.html

Answer 2

您可以通过将表达式替换为其结果来判断表达式是否具有副作用。如果程序改变了含义，就会产生副作用。例如，

println(5)

是不同的程序

()

也就是说，副作用是任何可观察到的效果，但未编码在计算表达式的结果中。这里的结果是()，但该值中没有任何内容表明 5 现在出现在屏幕上的某个位置。

Answer 3

这个问题已经给出了很好的答案，但让我加两分钱。

如果您查看 println 函数的内部，它本质上与 java.lang.System.out.println() 相同 - 因此，当您在底层调用 Scala 的标准库 println 方法时，它会在 PrintStream 对象实例上调用方法 println在System 类中声明为字段out（或更准确地说是Console 对象中的outVar），这会改变它的内部状态。这可以认为是println是不纯函数的另一种解释。

希望这会有所帮助！

Answer 4

考虑以下类比

var out: String = ""
def myprintln(s: String) = {
  out += s // this non-local mutation makes me impure
  ()
}

这里myprintln 是不纯的，因为除了返回值() 之外，它还会改变非局部变量out 作为副作用。现在想象out 是流香草println 发生变异。

Answer 5

副作用是电脑的状态。每次调用println() 时，内存状态都会发生变化，以便向终端显示给定值。或者更一般地说，标准输出流的状态发生了变化。