第三章纯函数与副作用

纯函数

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纯函数:

输出确定(相同输入->相同输出)
没有副作用
c#实现: immutability, readonly, const, static, [Pure]

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示例

public static List<string> GetTitlesOfGenre(List<Book> books, string genre)
{
	return books
		.Where(b => b.Genre == genre)
		.Select(b => b.Title)
		.ToList();
}

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纯函数的优点

容易测试(不需要模拟环境,只要给输入就行)
可复用性高
容易调试(有问题只有可能是逻辑问题)

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示例

private static Dictionary<TowerType, double> _damageModifiers = new()
{
	{TowerType.Cannon, 0.8}, // Takes 20% less damage from cannon towers
	{TowerType.Laser, 0.9} // Takes 10% less damage from laser towers
};

// 非纯函数
public double CalculateDamageFromTower(Tower tower)
{
	return tower.BaseDamage * _damageModifiers[tower.Type];
}

//纯函数
public double CalculateDamageFromTower(Tower tower,
	Dictionary<TowerType, double> damageModifiers)
{
	return tower.BaseDamage * damageModifiers[tower.Type];
}

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副作用

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常见副作用例子:

修改全局或静态变量
改变函数参数的原始值
执行输入/输出操作
抛出异常

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副作用后果:

行为不再单一
更难调试
并发问题: 如果多个线程同时修改共享状态…….

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控制与减少副作用的方法

Immutability
- 使用 record和 with
- 使用readonly和const
隔离副作用

无法避免副作用时，关键在于将它们隔离开来。例如，如果一个函数必须写入文件，那它应该只做这件事。而所有其他逻辑应尽可能放在纯函数中处理。

这样做的目的是让副作用变得可控、可见且易于管理。

`[Prue]`

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[Pure]

声明性的标签，用来指示某个函数是纯的
Pure 特性主要用于代码契约和静态分析工具。
运行时和编译器并不会强制函数保持纯净，Pure 也不会改变方法本身的行为。

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使用 Pure 属性时的注意事项：

它不强制函数纯净：你即使标记了，也可能写出带副作用的代码。
不能用于 void 方法：纯函数必须有返回值。
它不影响运行时行为：它只是一个标记，不会改变函数在执行时的实际表现

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为什么要使用 Pure 属性？

可读性
支持工具检测：一些静态分析工具（比如 Code Contracts）可以利用该属性发现潜在问题。
潜在优化：虽然 C# 编译器目前不对纯函数做特殊优化，但在其他语言或未来的场景中，这类标记可以被编译器用于进一步优化。

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第三章 纯函数与副作用

纯函数

副作用

[Prue]​

Problems & Solves

第三章纯函数与副作用

`[Prue]`