纯函数与副作用

在Python的函数式编程中，Python既可以在调用时对实参进行修改，也可以通过返回值返回函数调用结果。这样的既有返回值又能修改传参的模式，在进行编程开发时，容易遗漏修改传参对结果的影响。

纯函数

纯函数：调用函数时不对传参进行修改，函数的调用结果都在函数返回值中体现。

• 相同的输入返回相同的输出
• 使用纯函数的优势在于概念简单、测试方便
• 编写纯函数时要求代码的作用域为本地。具体而言，就是避免使用 global，nonlocal等语句

副作用

副作用：简单来说，使函数结果变得不纯的因素都是副作用。

如果函数的调用依赖于外部的状态就无法保证相同的输出。所以，所有的外部交互都有可能带来副作用。

副作用也是方法通用性下降的重要因素，同时副作用也会给程序带来安全隐患和不确定性。副作用不可能完全禁止，但也应尽量控制在可控的范围内。

很多人在编写函数时，通过对调用参数进行修改来返回调用结果，这种方式的函数与外部进行了交互。属于副作用式函数编程。

• 副作用的来源：
  • 用户的输入
  • 配置文件
  • 数据库
  • 调用外部作用域的变量
  • 与外部进行交互
  • …

参数传递

Python作为一个一切皆对象的动态型编程语言，其对象可以分为可变对象和不可变对象。

不可变对象（值类型）

• Numbers：数值类型
  • int: 整型数
  • float: 浮点数
  • complex: 复数
• bool: 布尔类型
• str: 字符型
• tuple: 元组
• range: 范围对象
• frozenset: 不可变集合
• bytes: 不可变字节数组

可变对象（引用类型）

• list: 列表
• dict: 字典
• set: 可变集合
• bytearray: 可变字节数组
• 用户自定义类

参数传递方式

函数按照传值的方式分为：

• 值传递：把调用函数时传递的值赋值到形参当中，对形参的操作不会影响外部的实参变量。
• 引用传递：把实参引用的内存地址赋值给形参，当对该内存的值进行修改时，会相应的影响到外部实参变量。

参数传递方式还包括地址传递，在Python这种无指针的高级语言中，不考虑辨别区分地址传递这种类型

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a = 123
b = [1, 2, 3]

print(f"id(a) = {id(a)}, id(b) = {id(b)}")


def test(a, b):
    print(f"func id(a) = {id(a)}, id(b) = {id(b)}")


test(a, b)
# id(a) = 140362719137840, id(b) = 140362724287744
# func id(a) = 140362719137840, id(b) = 140362724287744

通过上面的代码，可以看到Python可变对象和不可变对象在传递参数时，都是传递的变量指向的内存地址而不是进行的值传递。

Python为了方便内存的管理，都是采用的引用传递。在传递参数时，都传递的是对应的内存地址，所以在Python中对可变对象的修改，会引起外部对象的改变。不可变对象因为其特性，对不可变对象的操作效果和值传递具有相同的效果。