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Pattern Matching in Ruby
Kazuki Tsujimoto
Nomura Research Institute, Ltd.
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自己紹介
• @k_tsj
• 好きな言語:
Ruby/Scheme/Scala
• CRubyコミッタ
Self introduction
Favorite languages:
A CRuby committer
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Ruby 2.0
2013/2/24
リリース予定
will be released
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Ruby 2.0の位置づけ
• まつもとさん曰く(2007)
http://www.rubyist.net/~matz/slides/kobe07/index.html (Ruby 1.9を語る)
Matz said
Carrot
Position of Ruby 2.0
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新しい人参が必要
• Multiple VM
• JIT
• 世代別/並列GC
• …
• パターンマッチ
We need a new carrot
Generational/Parallel GC
Pattern matching
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パターンマッチとは
What is pattern matching
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辞書的定義
• データを検索する場合に、特
定のパターンが出現するかど
うか、またどこに出現するか
を特定する手法(Wikipedia)
Dictionary definition
Pattern matching is the act of checking a
perceived sequence of tokens for the presence
of the constituents of some pattern
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?
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多重代入
a, (b, c) = [1, [2, 3]]
Multiple assignment
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パターンマッチ
Array(1, Array(2, 3)) match {
case Array(a, Array(b, c)) =>
...
}
Pattern matching
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比較
a, (b, c) = [1, [2, 3]]
Array(1, Array(2, 3)) match {
case Array(a, Array(b, c)) =>
...
}
Comparing
多重代入
Multiple assignment
パターンマッチ
Pattern matching
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多重代入の問題点
1. Arrayに限定される
Problems of multiple assignment
Array only
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多重代入の問題点
a, (b, c), d = [1, [2, 3]]
d #=> nil
Problems of multiple assignment
2. 個数の確認等ができない
Can not check number of items,etc
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多重代入の問題点
a, (b, c) = [1, [2, 3]]
これが欲しい
Problems of multiple assignment
Need it
3. 途中の値が代入できない
Can not assign nonterminal value
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多重代入の問題点
1. Arrayに限定される
2. 個数の確認等ができない
3. 途中の式を代入できない
分解機能が弱い
照合機能がない
代入機能が弱い
Lack of deconstructuring mechanism
No matching mechanism
Lack of assignment mechanism
Problems of multiple assignment
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パターンマッチとは
(多重代入 + α) + case
分解 + 代入 照合
Deconstructuring Assignment Matching
Multiple assignment
What is pattern matching
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他言語のパターンマッチ
Language Support Type Paradigm
Python Dynamic OOP
Scheme
(Library)
Dynamic FP
Java Static OOP
Scala Static OOP+FP
Haskell Static FP
F# Static FP
(C) 2012 Yusuke Kamiyamane. All rights reserved. / Fugue Icons
Pattern matching in other languages
OOP: オブジェクト指向プログラミング
FP: 関数型プログラミング
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Scalaにおける
パターンマッチ
Pattern matching in Scala
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基本的な使い方
Array(1, Array(2, 3)) match {
case Array(a, Array(b, c)) =>
Array(a, b, c)
case _ => null
}
// => Array(1, 2, 3)
Basic usage
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分解
• ArrayをArrayとして
Array(1, Array(2, 3)) match {
case Array(a, Array(b, c)) => ...
}
Deconstructuring
Array as Array
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分解
• ListをListとして
List(1, List(2, 3)) match {
case List(a, List(b, c)) => ...
}
Deconstructuring
List as List
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分解
• StringをEMailとして
"[email protected]" match {
case EMail(user, domain) =>
(user, domain)
}
//=> ("foo", "example.com")
String as EMail
Deconstructuring
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分解
• StringをEMailとして
"invalid e-mail address" match {
case EMail(user, domain) =>
(user, domain)
}
//=> MatchError
String as EMail
Deconstructuring
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分解
• StringをEMailとして
"[email protected]" match {
case EMail(user, domain) => ...
}
#unapply
String as EMail
Deconstructuring
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分解
• StringをEMailとして
object EMail {
def unapply(str: String): Option[(String, String)] = {
val parts = str split "@"
if (parts.length == 2) Some(parts(0), parts(1))
else None
}
}
String as EMail
Deconstructuring
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分解
val re = """(¥d+)-(¥d+)-(¥d+)""".r
// 正規表現オブジェクトの生成
"2012-09-15" match {
case re(yyyy, mm, dd) =>
(yyyy, mm, dd)
}
// => ("2012", "09", "15")
// Create a Regex object
Deconstructuring
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照合
Array(1, Array(2, 3)) match {
case Array(a, Array(b, c), d) => null
case Array(a, List(b, c)) => null
case Array(0, Array(b, c)) => null
}
// => MatchError
Matching
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代入
Array(1, Array(2, 3)) match {
case Array(a, d @ Array(b, c)) =>
Array(a, b, c, d)
}
// => Array(1, 2, 3, Array(2, 3))
Assignment
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Rubyにおける
パターンマッチ
Pattern matching in Ruby
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pattern-match
• Scalaのパターンマッチに似た機
能を実現するためのライブラリ
– https://github.com/k-tsj/pattern-match
– gem install pattern-match
A Scala-like pattern matching library
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基本的な使い方
require 'pattern-match'
match([0, [1, 2]]) {
with(Array.(a, Array.(b, 2)) {
[a, b] #=> [0, 1]
}
with(_[a, _[b, 2]]) { # 上記と同様
...
}
}
Same as above
Basic usage
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基本的な使い方
proc = match {
with(_[a, _[b, 2]]) { [a, b] }
}
proc.call([0, [1, 2]]) #=> [0, 1]
引数なし
No argument
Basic usage
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分解
• 分解するために必要なこと
– Deconstructorのクラスに
Deconstructableをincludeする
– Deconstructorに
deconstructメソッドを定義する
with(Array.(a, b))
Deconstructor
Deconstructuring
What you need to deconstruct an object
Include Deconstructable
in a class of Deconstructor
Define deconstruct method for Deconstructor
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分解
class Class
include PatternMatch::Deconstructable
end
def Array.deconstruct(val)
accept_self_instance_only(val)
val
end
Deconstructuring
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分解
class Regexp
include PatternMatch::Deconstructable
def deconstruct(val)
m = Regexp.new("¥¥A#{source}¥¥z",
options).match(val.to_s)
raise PatternNotMatch unless m
m.captures.empty? ? [m[0]] : m.captures
end
end
Deconstructuring
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照合/代入
match([0, [1, 2]]) {
with(_[a, _[b, c], d]) => nil
with(_[a, List.(b, c)]) => nil
with(_[1, _[b, c]]) => nil
}
#=> NoMatchingPatternError
Matching/Assignment
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照合/代入
• オブジェクトの比較は#===
match([0, 1]) {
with(_[Fixnum, 1..10]) { true }
with(_) { false }
} #=> true
Matching/Assignment
Compare objects by #===
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照合/代入
• 繰り返し
match([[0, 1], [2, 3]]) {
with(_[_[a, b], ___]) {
[a, b] #=> [[0, 2], [1, 3]]
}
}
Matching/Assignment
Repetition
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照合/代入
• 繰り返し
match([[0, 1], [2, 3]]) {
with(_[*_[a, b]]) {
[a, b] #=> [[0, 2], [1, 3]]
}
}
Matching/Assignment
Repetition
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照合/代入
• AND(&)/OR(|)/NOT(!)
match([0, [1]]) {
with(_[(a & Fixnum), !(_[2] | _[3])]) {
a #=> 0
}
}
Matching/Assignment
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照合/代入
• Hash.()
–Destructuring Assignment(#6414)
john = {name: "John", last: "Smith"}
{name: n, last: l} = john
n // => "John"
l // => "Smith"
Matching/Assignment
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照合/代入
• Hash.()
–Destructuring Assignment(#6414)
match({name: "John", last: "Smith"}) {
with(Hash.(name: n, last: l)) {
n #=> "John"
l #=> "Smith"
}
}
Matching/Assignment
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照合/代入
• Object.()
–Duck typing style
match(10) {
with(Object.(:to_i => i, :to_s.(16) => s)) {
[i, s] #=> [10, "a"]
}
}
Matching/Assignment
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利用例(テキスト処理)
birthday,fullname
2012/4/1,John Smith
2011/6/3,Jane Smith
2012/9/15,Pater Smith
2012/5/22,Mary Smith
Year: 2012
Month: 1 - 6
Month: 4, Name: John, Last: Smith
Month: 5, Name: Mary, Last: Smith
Examples(Text processing)
入力
Input
出力
Output
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利用例(テキスト処理)
• パターンマッチあり
ARGF.each(&match {
with(CSV.(Date.(2012, mm & 1..6, _),
/(¥w+) (¥w+)/.(name, last))) { ... }
with(_) { ... }
})
Examples(Text processing)
With pattern matching
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利用例(テキスト処理)
• パターンマッチなし
ARGF.each do |i|
cols = CSV.parse_line(i)
if cols.length == 2
date = Date.parse(cols[0]) rescue nil
m = cols[1].match(/(¥w+) (¥w+)/)
if date and date.year == 2012 and (1..6).includes?(date.month) and m
mm = date.month
name, last = m.captures
...
Examples(Text processing)
Without pattern matching
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利用例(ノード処理)
doc = REXML::Document.new(
'
- a
- b
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デザイン(文法)
• match式を新設
• case式を拡張
• メソッド引数/ブロック引数
Design(Syntax)
Add match expression
Extend case expression
Method parameters/Block parameters
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デザイン(分解)
• コンテキストに応じた分解
Time.gm(year, mon = 1, day = 1,
hour = 0, min = 0, sec = 0, usec = 0)
Time.(year, mon, day, hour, min, sec, usec)
Time.(year, mon, day)
Time.(hour, min, sec, usec)
Design(Deconstructuring)
Contextual deconstructuring
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デザイン(照合)
• 正規表現
match(["a", "b", 0, "c", "d"]) {
with(_[*i, Fixnum, *j]) {
[i, j] #=> [["a", "b"], ["c", "d"]]
}
}
Design(Matching)
Regular expression
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デザイン(照合)
• Mathematicaの例
Replace[{1, {2, 3}}, (* List *)
{a_, {b_, c_}} -> (* Pattern *)
{a, b, c}]
(* {1, 2, 3} *)
Design(Matching)
Examples of Mathematica
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デザイン(照合)
• Mathematicaの例
Replace[{1, 2, 3, 4, 5},
{a___, b_, Shortest[c___]} ->
{a}]
(* {1, 2, 3, 4} *)
Design(Matching)
Examples of Mathematica
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デザイン(照合)
• Mathematicaの例
Replace[{1, 2, 3, 4, 5},
{a___, b_, c___}/;b>2 ->
{a}]
(* {1, 2} *)
Design(Matching)
Examples of Mathematica
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デザイン(照合)
• Setなどに対する照合
match(Set[1, 2, 3]) {
with(Set.( ??? )) { ... }
}
Design(Matching)
Matching against data structures like Set
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まとめ
• パターンマッチは非常に強力
• ぜひ実際にコードを書いてユース
ケースを共有してください
Conclusions
You know the power of pattern
matching
We Code.