Pure Function

A pure function is a function that depends only on its declared inputs and its internal algorithm to produce its output. It does not read any other values from “the outside world” — the world outside of the function’s scope — and it does not modify any values in the outside world. — alvinalexander.com

Pure Function的兩個重點：

(1) output 只跟 input有關
(2) 沒有附作用

PF (Pure Funciton) 
= ODI (Output Depends on Input)
+ NSE (No Side Effects)

看下面的例子吧：

function sum(a, b) {
  const result = a + b;
  return result;
}
const x = 1;
const y = 2;
const answer = sum(x, y); // answer is 3;

有一個名稱為 sum 的function，return的值只來自參數的 a 跟 b (Output Depends on Input)。執行sum之後，得到新的變數為 3，而且原本的x 和y沒有改變 (No Side Effects)。這個 sum 就是 Pure Function。

再舉個例子，從反例開始：

假設有一組資料陣列 list ：

const list = [
  { id:'a1', name:'apple', qty:2 }
  { id:'b2', name:'banana', qty:3 }
];

現在要在list中新增一筆資料：

const item = { id:'c3', name:'cherry', qty:0 }

讓結果的 list應該長這樣：

newlist = [
  { id:'a1', name:'apple', qty:2 },
  { id:'b2', name:'banana', qty:3 },
  { id:'c3', name:'cherry', qty:0 }
]

期望實作一個 funciton 叫 addItem ，可以滿足上述的需求：

// 反例(1)
const addItem = (item) => {
  list.push(item);
  return list;
}
const newlist = addItem(item); // 執行後滿足原需求

這個例子的問題出在，第二行的 list 不是從 input得來，而是外部的變數。這樣就是 Depend on outside。因此調整過後的 function 應該把 list 放到 input裡：

// 反例(2)
const addItem = (list, item) => {
  list.push(item);
  return list;
}
const newlist = addItem(list, item); // 執行後滿足原需求

上面的例子 return的結果完全 depend 於 input，讓 output的newlist 滿足需求，但同時也改變了原本變數list 所存的內容。我們稱這種 Side Effect，為了滿足 Pure Function的條件，addItem在執行後，list還是要跟本原的值一模一樣：

// Pure Function
const addItem = (list, item) => {
  const newlist = list.concat([item]);
  return newlist;
}
const newlist = addItem(list, item); // 執行後滿足原需求

只要把 push 改成 concat 後，就可以得到新的結果，而且不會影響原本的 list。這就滿足 pure function 的定義。

那麼到底有哪些行為算是 Side Effect

• 時間性質的函式，setTimeout等等
• I/O：function 中執行系統存取
• DB 資料庫存取相關
• AJAX…
• console.log …

其實還是有很多，但有些 Side Effect 其實並不嚴重，例如 console.log

那麼最後要說，為什麼要用Pure Function，它的好處是：

• 可預測
• 容易組合、分割、重用
• 容易的測試、除錯
• 可快取(cache)

關於快取，可以用下面的實例說明：

const sum = (x, y) => x + y; // Pure Function
const memoSum = memo(sum); // 把Pure Function打包成有快取的方法
memoSum(1, 2); // 3, 第一次呼叫，實際計算
memoSum(1, 2); // 3, 第二次以後，從快取拿結果

由於 sum是 Pure Function，所以每次計算完的結果，其實可以先存起來。之後有相同input的時侯，就不用重新計算，直接從快取吐結果就好。

memo的寫法如下 (momod是higher order funtion，但不是 Pure Function)。

const memo = (func) => {
  const cache = {};
  return function(...args) {
    const key = JSON.stringify(args);
    if(!cache[key]) {
      cache[key] = func.apply(func, args);
    }
  return cache[key];
  }
}