Date.now引用是否透明？

DateTime.Now或Date.now是参考透明的吗？

这是Qiita中函数式编程文章中一个有争议的话题 .

首先，我们必须非常小心，因为“参照透明”这个词在某种意义上是一个棘手的词/概念，并且存在一个突出的讨论

What is referential transparency?

提问者说：

参考透明度这个术语是什么意思？我听说它被描述为“它意味着你可以用平等替换等于”，但这似乎是一个不充分的解释 .

一个非常典型的解释，但通常会导致我们误解的想法如下:( @Brian R. Bondy的上述页面的＃2答案）

参考透明度是函数式编程中常用的术语，意味着给定函数和输入值，您将始终获得相同的输出 . 也就是说，函数中没有使用外部状态 .

我一直听到并且认为错误的典型声明是这样的：

在编程语言中， Date.now always 返回与当前时间对应的 different value ，并根据

给定一个函数和一个输入值，您将始终收到相同的输出 .

因此， Date.now 不是参考透明的！

我知道一些（功能性）程序员坚信上述声明是值得信赖的，但@Uday Reddy的＃1和＃3答案解释如下：

任何关于“引用透明度”的讨论，如果不理解L值，R值和填充命令式程序员概念宇宙的其他复杂对象之间的区别，从根本上是错误的 . 功能程序员的引用透明度的想法似乎与标准概念有三种不同：

• 虽然哲学家/逻辑学家使用诸如“参考”，“外延”，“designatum”和“bedeutung”（弗雷格的德语术语）之类的术语，但功能程序员使用术语“ Value ” . （这不完全是他们的行为 . 我注意到Landin，Strachey和他们的后代也使用术语“ Value ”来谈论参考/外延 . 这可能只是Landin和Strachey介绍的术语简化，但似乎是以天真的方式使用时的巨大差异 . ）

• 功能程序员似乎相信这些“ Value ”存在于编程语言中，而不是在外部 . 在这样做时，它们与哲学家和编程语言语义学家都不同 .

• 他们似乎相信这些“ Value ”应该通过评估获得 .

想想看，“外部状态”也是一个棘手的词/概念 .

参考透明度是函数式编程中常用的术语，意味着给定函数和输入值，您将始终获得相同的输出 . 也就是说，函数中没有使用外部状态 .

Is "current time" "external state" or "external value"?

如果我们称“当前时间”是“外部状态”，那么“鼠标事件”怎么样？

"mouse event"不是应该由编程上下文管理的状态，而是 external event .

给定一个函数和一个输入值，您将始终收到相同的输出 .

所以，我们可以理解如下：

"current time" is neither "input value" nor "external value" nor "external state" and Date.now always returns the same output corresponds to the on-going event "current time".

如果一个人仍坚持或 want to call "current time" as a "value" ，再次，

• 功能程序员似乎相信这些"values"存在于编程语言中，而不是在外部 . 在这样做时，它们与哲学家和编程语言语义学家都不同 .

The value of "current time" never exists within the programming language, but only outside ，"current time"外的值显然通过 not programming context but the real-world's time-flow. 更新

因此，我理解Date.now是参考透明的 .

我想读你的想法 . 谢谢 .

EDIT1

在What is (functional) reactive programming?

Conal Elliott @Conal还解释了功能反应式编程（FRP） .

他是最早开发FRP的人之一，并且解释如下：

• FRP是关于 - “随时间变化表示值的数据类型”

• 动态/演变值（即，“随时间变化的值”）本身是第一类值 .

在这个FRP的角度来看，

• Date 可以看作是时间轴上的不可变对象的第一类值"over time" .

• .now 是在 Date 内解决"the current time"的属性/函数

因此 Date.time 返回表示我们的"current time"的不可变和参照透明值 .

EDIT2

（在JavaScript中）

referential intransparent function

let a = 1;

let f = () => (a);

输入 Function:f 是无; Function:f 的输出取决于 a ，这取决于 f 之外的上下文

referential transparent function

let t = Date.now();

let f = (Date) => (Date.now());

虽然 Date 值存在于我们的物理世界中，但 Date 可以被视为不可变的FRP第一类值"over time" .

由于 Date 从任何编程上下文引用是相同的，我们通常隐含地可以省略 Date 作为输入值并且简单地喜欢

let f = () => (Date.now());

EDIT3

实际上，我通过电子邮件发送给了最早开发FRP的Conal Elliott @Conal . 他好心地回复并告诉我这里有类似的问题 .

How can a time function exist in functional programming?

提问者说：

所以我的问题是：函数式编程中是否存在时间函数（返回当前时间）？

• 如果是，那么它如何存在？它是否违反了函数式编程的原理？它特别违反了引用透明性，这是函数式编程的一个属性（如果我正确理解它） .

• 或者如果不是，那么如何才能知道函数式编程的当前时间？

而且，Conal Elliott @Conal在stackoverflow中的答案：

是的，如果将该时间作为参数给出，则纯函数可以返回时间 . 不同的时间参数，不同的时间结果 . 然后形成其他时间函数，并将它们与功能（-of-time） - 变换（高阶）函数的简单词汇表组合在一起 . 由于该方法是无状态的，因此这里的时间可以是连续的（与分辨率无关）而不是离散的，从而极大地提高了模块性 . 这种直觉是功能反应编程（FRP）的基础 .

Edit4 我对@Roman Sausarnes的答案表示赞赏 .

请允许我介绍我对函数式编程和FRP的看法 .

首先，我认为编程基本上都与数学有关，而函数式编程则追求这一方面 . 另一方面，命令式编程是描述机器操作步骤的一种方式，不一定是数学 .

像Haskel这样的纯函数式编程在处理“状态”或IO方面存在一些困难，我认为整个问题来自“时间” .

"state"或"time"对我们来说是非常主观的实体，人类 . 我们自然相信"time"正在流动或通过，"state"正在改变，即Naïve realism .

我认为Naïve对“时间”的现实主义是编程社区中所有混淆的根本危害和原因，很少讨论这方面 . 在现代物理学中，甚至从牛顿物理学中，我们以纯粹的数学方式处理时间，所以如果我们用物理学的方式来概括我们的世界，那么用纯数学函数式编程来处理世界并不困难 .

因此，我概述我们的世界/宇宙是不可变的，就像预先录制的DVD一样，只有我们的主观观点是可变的，包括“时间”或“状态” .

在编程中，不可变宇宙与我们可变的主观体验之间的唯一联系是“事件” . 纯粹的函数式编程语言，如Haskell，基本上缺乏这种观点，虽然包括Cornel Elliott在内的一些富有洞察力的研究人员继续进行FRP，但大多数人仍然认为FRP方法仍然是次要的或难以使用，并且其中许多人当然对待可变状态 .

当然，FRP是唯一的智能解决方案，特别是作为创始人的Cornel Elliott应用这一哲学观点并宣布 - first class value "over time" . 也许，不幸的是，许多程序员不会理解他真正的意思，因为他们被天真的现实主义所困，并且发现难以看待哲学或物理上不可变的实体 .

所以，如果他们讨论“ pure functional " or " referential transparency " for the advantage of mathematical integrity/consistency, to me, " Date.now " is naturally referential transparent within pure functional programming, simply because " Date.time”访问某个不可变时间线的不可变宇宙点 .

那么 referential transparency 在@Reddy或@Roman Sausarnes disususses这样的Denotational语义中呢？

我概述了FP中的引用透明性，特别是在Haskell社区中，所有这些都与数学完整性/一致性有关 .

当然，也许我可以遵循Haskell社区对“引用透明度”的更新定义，实际上，如果我们判断代码是不透明的，那么我们判断代码在数学上是不一致的，对吗？

实际上，再一次，

How can a time function exist in functional programming?

程序员质疑如下：

所以我的问题是：函数式编程中是否存在时间函数（返回当前时间）？

• 如果是，那么它如何存在？它是否违反了函数式编程的原理？它特别违反了参考透明度，这是功能性的特性之一编程（如果我正确理解它） .

• 或者如果不是，那么如何才能知道函数式编程的当前时间？

Consensus

违反了函数式编程的原理

=违反参照透明度，这是函数式编程的属性之一

=数学上不一致!!

这是我们常见的看法，对吗？

在这个问题中，许多人回答说“返回当前时间的函数”并不是参考透明，特别是在Haskell社区对“参照透明度”的定义中，许多人提到它是关于数学一致性的 .

然而，只有少数人回答“返回当前时间的功能”是参考透明的，其中一个答案来自FRP的角度来自Conal Elliott @Conal .

IMO，FRP，将时间流作为一流的不可变值“随着时间的推移”处理的观点是一种正确的方式，正如我上面提到的物理学一样的数学原理 .

那么“Date.now”/“函数返回当前时间”如何成为Haskell上下文的引用不透明？

好吧，我能想到的唯一解释是Haskell社区对“参照透明度”的更新定义有些不对 .

Event-driven & Mathematical integrity/consistency

我提到过 - 在编程中，不可变的宇宙和我们可变的主观体验之间的唯一联系是“事件”或“事件驱动” .

功能编程以事件驱动的方式进行评估，另一方面，命令式编程通过代码中描述的机器操作的步骤/例程来评估 .

“Date.now”取决于“事件”，并且原则上，“事件”对于代码的上下文是未知的 .

那么，事件驱动会破坏数学完整性/一致性吗？绝对不 .

Mapping Syntax to Meaning - indexical(index finger)

C.S. Peirce introduced the term ‘indexical’ to suggest the idea of pointing (as in ‘index finger’) . ⟦I⟧，[[here]]，[[now]]等 .

可能这在数学上与Haskell中的“Monad”，“functor”事物相同 . 在即使在Haskell中的指称语义中，[[now]]作为“食指”也是清楚的 .

Indexical(index finger) is subjective and so is Event-driven

[[I]]，[[here]]，[[now]]等等是主观的，再次，在编程中，不可变的客观宇宙与我们可变的主观体验之间的唯一联系是“事件”或“事件”驱动的”

因此，只要[[now]]绑定到“事件驱动”编程的事件声明，我认为主观（依赖于上下文）的数学不一致就不会发生 .

Edit5

@Bergi给了我一个很好的评论：

是的，Date.now，外部值，是引用透明的 . 它总是意味着“当前时间” . 但是Date.now（）不是，它是一个函数调用，根据外部状态返回不同的数字 . 引用透明的“当前时间概念”的问题在于我们无法用它来计算任何东西 . @KenOKABE：似乎与Date.now（）的情况相同 . 问题在于它并不意味着当前的时间，而是在不同的时间 - 程序需要时间来执行，这就是它不纯的原因 . 当然，我们可以设计一个引用透明的Date.now函数/ getter，它总是返回程序启动的时间（好像程序执行是立即的），但这不是Date.now（）/ Date.Now的工作方式 . 它们取决于程序的执行状态 . - Bergi

我想我们需要讨论它 .

Date.now ，外部值，是参考透明的 .

[[Date.now]] is as I mention in #Edit4, an indexical(index finger) that is subjective, but as long as it remains in indexical domain (without an execution/evaluation), it is referentially transparent ，我们同意了 .

However, @Bergi suggests Date.now() (with an execution/evaluation) returns "different values" at different times, and which is no longer referentially transparent. 我们还没有达成一致意见 .

我认为他已经证明了这个问题，但只存在于命令式编程中：

console.log(Date.now()); //some numeric for 2016/05/18 xx:xx:xx ....
console.log(Date.now()); //different numeric for 2016/05/18 xx:xx:xx ....

在这种情况下，我同意 Date.now() 不是引用透明的 .

但是，在功能编程/声明性编程范例中，我们永远不会像上面那样编写 . 我们必须这样写：

const f = () => (Date.now());

而且，这 f is evaluated in some "event-driven" context . 这就是功能编程代码的行为方式 .

是的， this code is identical to

const f = Date.now;

因此，在函数式编程/声明性编程范例中， Date.now 或 Date.now() （带执行/评估）在不同时间返回"different values"永远不会有问题 .

所以，正如我在 EDIT4 中提到的那样，只要[[now]]绑定到"Event-driven" Programming的事件声明，我认为主观（依赖于上下文）的数学不一致就不会发生 .