OCaml：存储一些稍后使用的值是否会引入“副作用”？

Question

对于家庭作业，我们被指示要在不引入任何“副作用”的情况下完成任务。我在维基百科上查找了“副作用”，尽管我知道理论上它意味着“修改状态或与调用函数有可观察到的交互”，但我很难弄清楚具体细节。

例如，创建一个保存非编译时结果的值是否会引入副作用？

假设我有（语法上可能不完美）：

val myList = (someFunction x y);;
if List.exists ((=) 7) myList then true else false;;

这会带来副作用吗？我想也许我对副作用定义中“修改状态”的含义感到困惑。

Answer 1

不;副作用是指使用赋值运算符 := 改变 ref 单元格，或者名称引用的值随时间变化的其他情况。在这种情况下，myList是一个不可变的值，在程序期间永远不会改变，因此它是无效果的。

另请参阅

http://en.wikipedia.org/wiki/Referential_transparency_(computer_science)

Answer 2

思考这个问题的一个好方法是“除了我返回的值之外，我是否更改了任何后续代码（包括稍后再次运行相同的函数）可能看到的任何内容？”如果是这样，那就是副作用。如果没有，那么您就知道不存在。

因此，类似：

let inc_nosf v = v+1

没有副作用，因为它只是返回一个比整数 v 大 1 的新值。因此，如果您在 ocaml 顶层运行以下代码，您将得到相应的结果：

# let x = 5;;
val x : int = 5
# inc_nosf x;;
- : int = 6
# x;;
- : int = 5

如您所见，该值x 的值没有改变。因此，由于我们没有保存返回值，因此没有任何内容真正增加。我们的函数本身只修改返回值，而不修改 x 本身。因此，要将其保存到 x 中，我们必须这样做：

# let x = inc_nosf x;;
val x : int = 6
# x;;
- : int = 6

由于 inc_nosf 函数没有副作用（即，它仅使用其返回值与外界通信，而不是通过进行任何其他更改）。

但类似：

let inc_sf r = r := !r+1

具有副作用，因为它更改了存储在 r 表示的引用中的值。因此，如果您在顶层运行类似的代码，您会得到以下结果：

# let y = ref 5;;
val y : int ref = {contents = 5}
# inc_sf y;;
- : unit = ()
# y;;
- : int ref = {contents = 6}

因此，在这种情况下，即使我们仍然不保存返回值，它仍然会递增。这意味着除了返回值之外，肯定还有其他东西发生了变化。在本例中，该更改是使用 := 的赋值，它更改了 ref 的存储值。

作为一个好的经验法则，在 Ocaml 中，如果避免使用引用、记录、类、字符串、数组和哈希表，那么您将避免任何副作用的风险。尽管您可以安全地使用字符串文字，但只要避免使用 String.set 或 String.fill 等函数就地修改字符串即可。基本上，任何可以就地修改数据类型的函数都会产生副作用。