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VB语言中函数副作用分析及消除 　　摘要：分析函数产生副作用的原因，阐述函数副作用对程序可读性及可测试性的影响，探讨消除函数副作用的设计原则，并结合Visual Basic语言给出相应设计示例。 　　关键词：Visual Basic；函数副作用；纯函数；非纯函数；引用透明性 　　DOIDOI：10.11907/rjdk.161625 　　中图分类号：TP312 　　文献标识码：A文章编号2016）010004703 　　0引言 　　与任何高级语言一样，Visual Basic提供了许多内建函数，帮助程序设计者完成特定任务[1]。这些内建函数又称为标准函数，是系统为实现特定功能而设置的，其功能是固定的，不能改变。内部函数的使用极大地方便了程序设计者，但不能满足程序设计所有要求。Visual Basic允许自定义函数，但如自定义函数使用不当将产生函数副作用。函数副作用的出现常常歪曲了程序原来的意图，并使程序验证工作复杂化[2]。 　　1函数的副作用及相关概念 　　1.1函数的副作用 　　函数的副作用是指在函数内对全局变量或其形式参数进行赋值，在得到函数结果的同时更改了其它变量的值，这可能影响表达式求值，使程序产生其它错误[2]。举例分析如下： 　　函数fun2的功能是计算整数n各位数码之和。如果存在以下调用语句： 　　m=Val（InputBox（输入一个正整数）） 　　Print m 的各位数码之和= fun2（m） 　　执行完以上两行语句后，m值将变成0，再使用这个“正整数m”，就变得无意义。究其原因，是由于在函数fun2中改变了形式参数n的值，而实际参数与形式参数又是引用传递，这个改变影响到实际参数m。 　　从以上两个示例可以看出，函数副作用会给程序设计带来不必要的麻烦，错误难以查找。对全局变量的修改增加了程序调用间的耦合程度[35]；而无意地修改函数形式参数的值（这个值还能返回给对应的实际参数），将会产生意想不到的数据错误及数据逻辑。一般希望在函数值上带回运算结果，而不希望改变形式参数的值。 　　函数的副作用，不仅降低程序的可读性，而且也使程序的可测试性降低，严重影响程序质量。研究函数副作用消除具有重要意义。 　　1.2与函数副作用相关的概念 　　（1） 参数按值传递和按地址传递。参数传递指主调过程的实际参数传递给被调过程的形式参数，参数传递有按值传递和按地址传递两种方式。按值传递是一种单向型传递，实际参数和形式参数各分配内存单元，改变形式参数的值不会影响对应的实际参数。按地址传递则是一种双向型传递方式，实际参数和形式参数共用一个内存单元，对形式参数的修改就是对实际参数的修改。 　　（2） 纯函数与非纯函数。如果一个函数与外界交换数据只通过参数和返回值，称这样的函数为纯函数。纯函数要求从函数外部接受的所有输入信息都通过参数传递到该函数内部、函数输出到函数外部的所有信息都通过返回值传递到该函数外部。 　　纯函数具有两个有用的特性：①没有任何副作用，不会更改函数以外的任何变量或任何类型的数据；②具有一致性，在提供一组输入数据的情况下，始终返回相同的输出值。 　　纯函数不更改全局变量、不改变传入的任何参数，纯函数具有明确的返回值，其函数功能稳定。如果一个函数通过参数和返回值以外的渠道和外界进行数据交换（比如读写全局变量），称这样的函数为非纯函数。假如一个参数通过引用调用（即按地址传递参数），任何形式参数的变化都将改变实际参数（函数外部的输入参数值）的值，这样的函数也是非纯函数。非纯函数会产生副作用，给函数带来不稳定性。 　　（3） 引用透明性。如果程序中两个相同值的表达式能在该程序任何地方互相替换，而不影响程序动作，这种性质称为引用透明性。引用透明性表达出了以下含义，即表达式的意义只取决于其子表达式而不是计算顺序。纯函数具有引用透明性，只要使用相同参数值，不论何时调用，总是得到相同的结果。引用透明性提高了程序可读性和可测试性，有助于验证正确性、简化算法，甚至有助于找出优化方法。 　　有以下两个赋值语句： 　　r1=a+f（a） 　　r2=f（a）+a 　　按照表达式的运算，计算结果相等。如果函数f（）没有副作用，那么r1和r2是等价的。如果函数f（）有副作用，比如函数的执行与返回改变了a的值，那么r1和r2不相等。因此，副作用违背了引用透明性。 　　2函数副作用消除 　　2.1函数副作用消除方法 　　要保证函数无副作用，程序设计者应遵守一定原则，即：①函数入口使用参数传入数据，而且不修改参数值；②函数体内不修改函数外变量，如全局变量；③运算结果通过函数值返回给外部（出口）。 　　在Visual Basic中，为了消除函数副作用，应遵循以下