Fonction pure

En programmation informatique, une fonction pure est une fonction qui possède les propriétés suivantes[1] - [2] :

Sa valeur de retour est la même pour les mêmes arguments (pas de variation avec des variables statiques locales, des variables non locales, des arguments mutables de type référence ou des flux d'entrée).
Son évaluation n'a pas d'effets de bord (pas de mutation de variables statiques locales, de variables non locales, d'arguments mutables de type référence ou de flux d'entrée-sortie).

Une fonction pure est ainsi un analogue informatique d'une fonction mathématique. Certains auteurs, particulièrement de la communauté des langages impératifs, utilisent le terme "pure" pour désigner les fonctions qui ont uniquement la propriété 2 susmentionnée[3].

Exemples

Fonctions pures

Les fonctions C++ suivantes sont pures :

floor, retournant la partie entière par défaut d'un nombre ;
max, retournant le maximum de deux valeurs ;
sin, retournant le sinus d'un nombre.

Fonctions impures

Les fonctions C++ suivantes sont impures car elles ne vérifient pas la propriété 1 ci-dessus :

à cause de la variation de la valeur de retour avec une variable non locale

int f() {
  return x;
}

à cause de la variation de la valeur de retour avec un argument mutable de type référence

int f(int* x) {
  return *x;
}

à cause de la variation de la valeur de retour avec un flux d'entrée

int f() {
  int x = 0;
  std::cin >> x;
  return x;
}

Les fonctions C++ suivantes sont impures car elles ne vérifient la propriété 2 ci-dessus :

à cause de la mutation d'une variable statique locale

void f() {
  static int x = 0;
  ++x;
}

à cause de la mutation d'une variable non locale

void f() {
  ++x;
}

à cause de la mutation d'un argument mutable de type référence

void f(int* x) {
  ++*x;
}

à cause de la mutation d'un flux de sortie

void f() {
  std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
}

Notes et références

(en) Bartosz Milewski, « Basics of Haskell », sur Schoolofhaskell, 2013 (consulté le 18 août 2018) : « Here are the fundamental properties of a pure function: 1. A function returns exactly the same result every time it's called with the same set of arguments. In other words a function has no state, nor can it access any external state. Every time you call it, it behaves like a newborn baby with blank memory and no knowledge of the external world. 2. A function has no side effects. Calling a function once is the same as calling it twice and discarding the result of the first call. »
(en) Brian Lonsdorf, « Professor Frisby's Mostly Adequate Guide to Functional Programming », sur GitBook, 2015 (consulté le 18 août 2018) : « A pure function is a function that, given the same input, will always return the same output and does not have any observable side effect. »
(en) « GCC 8.1 Manual », sur GCC, the GNU Compiler Collection, 2018 (consulté le 18 août 2018)

Voir aussi

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