Funktionszustand

Funktionszustand bezeichnet in der Informatik den intern gespeicherten Zustand, der einer Funktion zugeordnet ist und der ihr Verhalten über aufeinanderfolgende Aufrufe hinweg beeinflusst. In der formalen Mathematik existiert dieser Begriff meist nicht; eine Funktion f: A -> B wird ausschließlich durch ihre Abbildung bestimmt, ohne Gedächtnis oder Kontext.

In der Praxis unterscheiden Programmierer stateless (rein) von stateful Funktionen. Rein Funktionen liefern bei gleichen Eingaben immer denselben Output und zeigen keine Seiteneffekte; sie hängen nicht vom internen Zustand ab. Stateful Funktionen behalten einen internen Zustand, der sich zwischen Aufrufen verändert. Das ermöglicht Funktionen, die auf vergangene Ereignisse reagieren oder Ergebnisse zwischenzuspeichern, birgt aber Komplexität bei Fehlersuche und Thread-Sicherheit.

Um State zu implementieren, verwenden Entwickler verschiedene Mechanismen: Closures, sicher gekapselte Felder in Objekten, globale oder persistente Variablen, Cache- oder Memoization-Techniken. In funktional orientierten Paradigmen wird versucht, den Funktionszustand zu minimieren oder explizit zu modellieren, etwa durch Monaden oder deklarative Zustandsänderungen.

Beispiele: Eine Zählerfunktion, die beim ersten Aufruf 1 zurückgibt und danach bei jedem Aufruf den Zähler erhöht, besitzt Funktionszustand. Eine reine Additionsfunktion ohne Speicher hat keinen Funktionszustand.

Bedeutung: Die Unterscheidung zwischen statischem Funktionszustand und dynamischem Zustand beeinflusst Tests, Wiederholbarkeit und Parallelisierung. Funktionszustand ist damit ein zentraler Aspekt bei der Systemmodellierung, Software-Architektur und der Analyse von Seiteneffekten.

Siehe auch: Funktion, Funktionswert, Zustand, Pure Function, Closure, Memoization, Seiteneffekt.