Perché la lettura dalla memoria non è un effetto collaterale ma la lettura da un file lo è?

Cosa rende esattamente la lettura dalla memoria di processo un'operazione pura? Supponiamo che io abbia creato un array di 100 numeri interi nella memoria globale e poi abbia preso il 42 ° elemento di questo array. Non è un effetto collaterale, giusto? Quindi perché leggere lo stesso array di 100 numeri interi da un file è un effetto collaterale?

Se la memoria a cui accedi può cambiare, allora è davvero un effetto collaterale.

Ad esempio, in Haskell, la funzione per accedere a un array mutabile ( IOArray) ha tipo

Ix i => IOArray i e -> i -> IO e

(leggermente semplificato per i nostri scopi). Durante l'accesso a un array immutabile ha tipo

Ix i => Array i e -> i -> e

La prima versione restituisce qualcosa di tipo, il IO eche significa che ha effetti collaterali I / O. La seconda versione restituisce semplicemente un elemento di tipo esenza effetti collaterali.

In caso di accesso a un file, semplicemente non è possibile sapere in fase di compilazione se il file cambierà mai durante l'esecuzione del programma. Pertanto, devi sempre trattarlo come un'operazione con potenziali effetti collaterali.

Nell'informatica, si dice che una funzione o espressione abbia un effetto collaterale se, oltre a restituire un valore, modifica anche qualche stato o ha un'interazione osservabile con le funzioni di chiamata o il mondo esterno. Leggere da un file è un'interazione osservabile con il mondo esterno. Soddisfa la definizione di effetto collaterale. Leggere il 42 ° elemento dalla memoria globale sarebbe anche un effetto collaterale, a meno che l'array non sia una costante perché sarebbe un'interazione osservabile con altre funzioni che potrebbero modificare l'array.

Se si dispone di un handle di file condiviso, la lettura di un file sposta tale handle di file nella posizione in cui è stato letto e lo lascia in tale posizione.

Se hai due thread con handle di file separati nello stesso file, la lettura da uno non avrà alcun effetto collaterale evidente sull'altro.

Tuttavia, in entrambi questi casi, la lettura della memoria e la lettura dei file potrebbero causare effetti collaterali nascosti nella memorizzazione nella cache del sistema dell'operatore.

La lettura dalla memoria non influenza altre funzioni ed è quindi priva di effetti collaterali. La lettura da un file in genere sposta il puntatore di posizione del file, in modo che quando rileggi di nuovo leggi i dati dopo quello che hai già letto, quindi una funzione di lettura cambia il risultato di altre funzioni di lettura, il che è un effetto collaterale. Se invece apri, leggi e chiudi un file in una volta, questo effetto collaterale scompare, ma ciò non è fattibile per file di grandi dimensioni. Inoltre, a seconda di come si apre il file, potrebbe bloccarsi dopo averlo aperto, quindi il primo tentativo di aprire e leggere il file ha esito positivo mentre i successivi tentativi falliranno con un errore File già aperto , che di nuovo è un effetto collaterale.

La creazione di una funzione di lettura senza effetti collaterali che legge il file in una volta sola e consente più letture contemporaneamente è difficile perché ci sono funzioni di scrittura di file che vengono influenzate dalla funzione di lettura e liberarsi delle funzioni di scrittura di file non è di nuovo possibile .

La lettura da un flusso è già un effetto collaterale perché il risultato di funzioni come isEOFpotrebbe restituire un risultato diverso dopo la lettura rispetto a prima della lettura.