関数型プログラミングを わかった気になってみる

関数型プログラミングは、手続き型プログラミングに慣れている人にとって非常にとっつきづらい印象で、学習開始にあたっての心理的な障害がとても大きいとおもいますが、それを取り除くべく、超乱暴な説明をしてみました。

Transcript

1. 関数型プログラミングを わかった気になってみる (Javaのlambda/Streamを題材にして)
2. 本資料の目的とか • 目的 • 関数型プログラミングについて、なんとなくわかった気にな れる • 対象 • 関数型プログレミングアレルギーな人 • Object志向プログラミング、手続き型プログラミングをそ れなりにやってきたが、関数型プログラミングに手を出そ うと思ったら、文法からなにから意味不明すぎて脳死状態 に陥ってる人（＝主にわたしです）
3. 背景 • 自身の業務(Android系の諸々)において、特に使う シーンもなく、今まで目を背けていたのですが、 Android Nから、lambda, streamがサポートされる ことになり、そろそろやばいかなとおもったので • なんとなく自分の周りにも、それっぽい人がいたの で
4. では、まずみなさんの素性をチェック。(必要に応じて罵倒) Start Loop(人数分) Lambda 理解してる？ End Lambda 理解したい？ printIn("老害乙") Yes Yes No No
5. さて、気分も悪くなった所で罵倒ロジックをプログラム化してみよう Start Loop(人数分) Lambda 理解してる？ End Lambda 理解したい？ printIn("老害乙") Yes Yes No No for(Engineer one : engineers){ if (false == one.understandLambda()){ if (false == one.hopeUnderstandingLambda()){ System.out.println(one.name + "老害乙"); } } } (え？何の話だよ、と思うでしょうけどここは我慢） 別に難しく無い。 命令型、手続き型プログラム。 If/else/forで分岐、ループ作りつつ、 実行すべき処理を、サブルーチン使ったりしつつ、 逐次実行。
6. では、もう一回罵倒しますね。(はよ本題に入れや、という気持ちは抑えてくださいませ) Start Loop(人数分) Stream 理解してる？ End Stream 理解したい？ printIn("帰れ") Yes Yes No No
7. 寛大な気持ちで、もう一度、罵倒ロジックをプログラム化してみよう Start Loop(人数分) Stream 理解してる？ End Stream 理解したい？ printIn("帰れ") Yes Yes No No for(Engineer one : engineers){ if (false == one.understandStream()){ if (false == one.hopeUnderstandingStream()){ System.out.println(one.name + “帰れ”); } } }
8. Start Loop(人数分) Stream 理解してる？ End Stream 理解したい？ printIn("帰れ") Yes Yes No No for(Engineer one : engineers){ if (false == one.understandStream()){ if (false == one.hopeUnderstandingStream()){ System.out.println(one.name + “帰れ”); } } } あれ？　どこかで見た形だな。 for(Engineer one : engineers){ if (false == one.understandLambda()){ if (false == one.hopeUnderstandingLambda()){ System.out.println(one.name + "老害乙"); } } } 寛大な気持ちで、もう一度、罵倒ロジックをプログラム化してみよう
9. Start Loop(人数分) Stream 理解してる？ End Stream 理解したい？ printIn("帰れ") Yes Yes No No for(Engineer one : engineers){ if (false == one.understandStream()){ if (false == one.hopeUnderstandingStream()){ System.out.println(one.name + “帰れ”); } } } あれ？　どこかで見た形だな。 for(Engineer one : engineers){ if (false == one.understandLambda()){ if (false == one.hopeUnderstandingLambda()){ System.out.println(one.name + "老害乙"); } } } ロジックほぼ一緒だし、共通化したいな、 でもどうやってやろうかな？ わりかし面倒だな、もやもやするな ※罵倒されてたことは忘れて、 　共通化したい願望が高まってるはず 　ふふふ 寛大な気持ちで、もう一度、罵倒ロジックをプログラム化してみよう
10. 発想を変えてみればよい？ (こういうロジックも組めるのでは？) If/else/forの制御でなく、 機能の結合、にしてみる “Lambda知らない人”抽出機能 “Lambda知りたくない人”抽出機能 罵倒機能 Input Input Input Output Output
11. もうちょっと発想を変えてみる？ “Lambda知らない人”抽出機能 “Lambda知りたくない人”抽出機能 罵倒機能 「機能」もInput 機能の結合 (2段階filter&繰返し処理) 第１ Filter 第２ Filter ForEach 側だけ用意しておく
12. もうちょっと発想を変えてみる？ “Lambda知らない人”抽出機能 “Lambda知りたくない人”抽出機能 罵倒機能 「機能」もInput 機能の結合 (2段階filter&繰返し処理) 第１ Filter 第２ Filter ForEach 関連付け “Lambda知らない人”抽出機能 “Lambda知りたくない人”抽出機能 罵倒機能
13. もうちょっと発想を変えてみる？ “Lambda知らない人”抽出機能 “Lambda知りたくない人”抽出機能 罵倒機能 「機能」もInput 機能の結合 (2段階filter&繰返し処理) 第１ Filter 第２ Filter ForEach 関連付け “Lambda知らない人”抽出機能 “Lambda知りたくない人”抽出機能 罵倒機能
14. あ、一般化しやすい “Stream知らない人”抽出機能 “Stream知りたくない人”抽出機能 罵倒機能 「機能」もInput 機能の結合 (2段階filter&繰返し処理) 第１ Filter 第２ Filter ForEach すげ替え！ “Stream知らない人”抽出機能 “Stream知りたくない人”抽出機能 罵倒機能
15. さて、以上でなんとなくわかった気になったでしょうか？
16. • ここで想定される反応 • 意味不明 • StreamもLambdaも出てきてないし
17. すいません、もう少し説明します
18. だいたいこんな感じ “Lambda知らない人”抽出機能 “Lambda知りたくない人”抽出機能 罵倒機能 「機能」もInput 機能の結合 (2段階filter&ループ処理) 第１ Filter 第２ Filter ForEach 関連付け “Lambda知らない人”抽出機能 “Lambda知りたくない人”抽出機能 罵倒機能
19. だいたいこんな感じ “Lambda知らない人”抽出機能 “Lambda知りたくない人”抽出機能 罵倒機能 「機能」もInput 機能の結合 (2段階filter&ループ処理) 第１ Filter 第２ Filter ForEach 関連付け “Lambda知らない人”抽出機能 “Lambda知りたくない人”抽出機能 罵倒機能 関数型プログラミング if/forの制御でなく、機能 の結合で処理を記述するス タイル 数学で言う、合成関数、と か、写像の合成とかに近い？ h(g(f(x))) みたいな
20. だいたいこんな感じ “Lambda知らない人”抽出機能 “Lambda知りたくない人”抽出機能 罵倒機能 「機能」もInput 機能の結合 (2段階filter&ループ処理) 第１ Filter 第２ Filter ForEach 関連付け “Lambda知らない人”抽出機能 “Lambda知りたくない人”抽出機能 罵倒機能 Lambda記法 「機能」の定義法。関数型プログラミ ングで使いやすいフォーマット。 「機能」をパラメータとして渡せる 関数型プログラミング if/forの制御でなく、機能 の結合で処理を記述するス タイル 数学で言う、合成関数、と か、写像の合成とかに近い？ h(g(f(x))) みたいな
21. だいたいこんな感じ “Lambda知らない人”抽出機能 “Lambda知りたくない人”抽出機能 罵倒機能 「機能」もInput 機能の結合 (2段階filter&ループ処理) 第１ Filter 第２ Filter ForEach 関連付け “Lambda知らない人”抽出機能 “Lambda知りたくない人”抽出機能 罵倒機能 Lambda記法 「機能」の定義法。関数型プログラミ ングで使いやすいフォーマット。 「機能」をパラメータとして渡せる Stream 機能の結合、関連付けを簡単に行える フレームワークを提供 パイプ処理みたいに、処理を繋げてい くイメージ。 関数型プログラミング if/forの制御でなく、機能 の結合で処理を記述するス タイル 数学で言う、合成関数、と か、写像の合成とかに近い？ h(g(f(x))) みたいな
22. コードをちょっと見てみましょう
23. Lambda記法とStreamの実例 // Listの要素をStream使って処理する例。 // lambda記法で記述した処理を、関数に渡す。 // List生成 <Engineer> engineers = new ArrayList(); --- (Engineerクラスの定義とか、List構築のあたりは略) ---- // Stream生成し、Listに対しての諸々の処理を、パイプみたいに繋げていく engineers.stream() // stream生成 .filter( one -> one.understandLambda() == false ) .filter( one -> one.hopeUnderstandingLambda() == false ) .forEach( one -> System.out.println(one.name + “老害乙” ); ラムダ記法で書いた「関数」で、実際の処理 内容を記述。 “引数 -> 処理内容”というフォーマット。 これを、filter, forEachメソッドに渡す。
24. 本資料の目的は果たした気がするので、
 あとはバラバラと
25. StreamのMethod filter, forEachだけでなく、いろんな処理があります。適宜組み合わせましょう https://docs.oracle.com/javase/jp/8/docs/api/java/util/stream/Stream.html allMatch() anyMatch() builder() collect() concat() count() distinct() empty() filter() findAny() findFirst() flatMap() flatMapToDouble() flatMapToInt() flatMapToLong() forEach() forEachOrdered() generate() iterate() limit() map() mapToDouble() mapToInt() mapToLong() max() min() noneMatch() of() peek() reduce() skip() sorted() toArray()
26. (余談) Streamの利点：並列化も楽勝 　for(Engineer one : engineers){ 　if (false == one.understandLambda()){ 　 if (false == one.hopeUnderstandingLambda()){ 　 System.out.println(one.name + "老害乙"); 　 } 　} 　}　 お題：これ、並列化してください えっと、スレッド使って、、、
27. (余談) Streamの利点：並列化も楽勝 　for(Engineer one : engineers){ 　if (false == one.understandLambda()){ 　 if (false == one.hopeUnderstandingLambda()){ 　 System.out.println(one.name + "老害乙"); 　 } 　} 　}　 お題：これ、並列化してください えっと、スレッド使って、、、 Streamなら楽勝 // streamならこれでおｋ engineers.stream() .parallel() .filter( one -> one.understandLambda() == false ) .filter( one -> one.hopeUnderstandingLambda() == false ) .forEach( one -> System.out.println(one.name + “老害乙” ); //これでもいい Engineers.parallelStream() .filter( one -> one.understandLambda() == false ) .filter( one -> one.hopeUnderstandingLambda() == false ) .forEach( one -> System.out.println(one.name + “老害乙” );
28. 「関数を渡す」と似てることは昔からやってましたが 匿名クラス(abstractなメソッドが1つ)を引数に渡してた Thread thread = new Thread( new Runnable() { @Override public void run() { // your operation } }); button.setOnClickListener( new OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { // your operation } }); まあでも冗長ですよね。クラスである必要ないし。 Lambdaで表現できる Thread thread = new Thread( ( ) -> { /*your operation*/ } ); button.setOnClickListener( ( ) -> { /*your operation*/ } ); ※ちなみにlambda記法の “->” の左側の ( ) は、「引数ナシ、を意味します」
29. 「関数を渡す」ってC言語の関数ポインタもやってるけど ※ちなみに、副作用がなければ並列化もしやすい。 じゃあ、関数ポインタ使えば関数型プログラミング？ ⇒いいえ！ ・「参照透過性がある(副作用を持たない)」 　のが関数型プログラミングの原則 ・関数ポインタは、副作用（関数外の変数、状態などへの影響） 　をもたらす可能性あり。 https://ja.wikipedia.org/wiki/副作用_(プログラム)
30. 関数型プログラミングの良さ？（※個人の感想です） • もともとの利点？ • 副作用によるバグを生みづらい • 機能独立性 • 保守性 • 合成することで柔軟に機能が組める • 最近見直されてる背景？ • ビッグデータ処理、機械学習 • 並列処理（マルチコア/GPU） • Functional reactive programming • (乱暴な概要)データの変更からコールバックまでを、一連の関数合成でつなげる的な • 例) RxJava, RxAndroid, React.js, etc.
31. 参考にさせていただいた文書 • http://builder.japan.zdnet.com/sp_oracle/weblogic/35054414/ • http://builder.japan.zdnet.com/sp_oracle/weblogic/35056789/
32. おわり